JPH02309305A - Heating method, exothermic resistor and heating furnace for fusion-joining of optical fibers - Google Patents

Heating method, exothermic resistor and heating furnace for fusion-joining of optical fibers

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JPH02309305A
JPH02309305A JP13178289A JP13178289A JPH02309305A JP H02309305 A JPH02309305 A JP H02309305A JP 13178289 A JP13178289 A JP 13178289A JP 13178289 A JP13178289 A JP 13178289A JP H02309305 A JPH02309305 A JP H02309305A
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JP
Japan
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heating
optical fibers
resistor
oxide
heating resistor
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Application number
JP13178289A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Komatsu
小松 政男
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Adamant Co Ltd
Original Assignee
Adamant Kogyo Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the method which allows many times of fusion joining operations by using ceramics which consists essentially of zirconium oxide and is added with a prescribed oxide in order to stabilize the zirconium oxide and to lower the resistance thereof. CONSTITUTION:A heating furnace 10 is constituted by forming an exothermic body part of an exothermic resistor 12 consisting of the ceramics and forming a heating chamber 14 of this exothermic resistor 12 as an inner space communicating with an outside space. The exothermic resistor 12 is energized to generate heat by a pair of electrodes 16 from an external power source (not shown). Optical fibers 18a, 18b to be joined are fusion- joined at joining end faces 18c of both fibers by heating the exothermic resistor 12 to >=1600 deg.C surface temp. This exothermic resistor 12 is constituted of the ceramics essentially consisting of the zirconium oxide (ZrO2) and is formed by adding one or two kinds of the oxides, such as Y2O3, CaO and MgO thereto in order to stabilize the ceramics and to lower the resistance thereof. The exothermic resistor is thereby provided with the sufficient heat resistance even when subjected to a temp. change from room temp. to >=1600 deg.C and up to about 2000 deg.C. The heating furnace 10 which is stable at a high temp., has a long life and is used for fusion-joining of the optical fibers 18a, 18b is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、二本の光ファイバーの端面同士の溶融接合
を行うための加熱方法、この加熱を行うための発熱抵抗
体およびこの加熱を行うための加熱炉に間するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to a heating method for melting and joining the end faces of two optical fibers, a heating resistor for performing this heating, and a heating resistor for performing this heating. It is placed between two heating furnaces.

(従来の技術) 従来周知の通り、光信号の重要な伝達手段として光ファ
イバーが使用されている。このような ゛光ファイバー
は、周知の通り、通常、屈折率の大きなコアとその周囲
の、屈折率の小さなりラッドとからなり・、石英ガラス
(SiO□)を主原料として、コアガラスにはドーパン
トとして例えばゲルマニア(GeO□)を加えたガラス
組成とし、一方、クラッドガラスはドーパントとして例
えば酸化ボロン(B203)やフッ素(F)1加えたガ
ラス組成とした構成となっている。こおため、コアは約
1600’C以上の温度で溶融開始する。
(Prior Art) As is well known in the art, optical fibers are used as an important means of transmitting optical signals. As is well known, such optical fibers usually consist of a core with a high refractive index and a rad with a low refractive index around it. The cladding glass has a glass composition containing, for example, germania (GeO□) as a dopant, and the clad glass has a glass composition containing, for example, boron oxide (B203) or fluorine (F)1 as a dopant. Therefore, the core begins to melt at temperatures above about 1600'C.

光ファイバーを光伝達手段としで用いる場合には、通常
は、複数本の光ファイバーを光コネクタを用いて順次に
接続して信号路を形成するか、或いは、複数本の光ファ
イバーを、順次に、その端面において、永久接合して長
尺の一本の光ファイバーとしての信号路を形成しでいた
When optical fibers are used as optical transmission means, usually multiple optical fibers are connected sequentially using optical connectors to form a signal path, or multiple optical fibers are connected sequentially to their end faces. In this process, the optical fibers were permanently bonded to form a signal path as a single long optical fiber.

上述した復習の、光ファイバーの端面での接合方法には
、周知の通り、 ■V溝またはスリーブを用いてファイバ一端面を突き合
わせて接着剤で固定する方法、■V溝等を用いてファイ
バ一端面同士を整合させて、アーク放電、炭酸ガスレー
ザ等を用いて加熱溶着(加熱融着ともいう、)する方法
等がある。アーク放電による加熱溶着法は、装置が小型
であること、溶融条件の制御が容易であること等の理由
で、現在主流となっている。
As is well known, the methods of joining the end faces of optical fibers as reviewed above include: 1) using a V-groove or sleeve to butt one end of the fibers together and fixing them with adhesive; 2) joining one end of the fiber using a V-groove, etc. There is a method of aligning the two and heat welding (also referred to as heat fusion) using arc discharge, carbon dioxide laser, or the like. The heat welding method using arc discharge is currently mainstream because the device is small and the melting conditions can be easily controlled.

(発明か解決しようとする課題) しかしながら、このようなアーク放電による加熱溶着法
では、接合すべき、裸の光ファイバーの溶着端の外部か
らスパークを当て加熱しているので、溶融接合部にスパ
ークに起因しで発生したガスによる不に!物が入り込み
、接合部が脆くなる恐れかあった。また、スパークによ
る直接の加熱であるため、ファイバーの加熱温度を正確
に制御することが出来ないことはもとより、1600’
C以上に加熱しないと溶融しないので、その温度まで加
熱するのに少なくとも1時間以上の時間が掛るという問
題点があった。
(Problem to be solved by the invention) However, in such a heat welding method using arc discharge, a spark is applied from the outside to the welded end of the bare optical fiber to be joined, so there is no chance of sparks entering the molten joint. Due to the gas generated due to this! There was a risk that objects could get in there and make the joints brittle. In addition, since heating is performed directly by sparks, it is not possible to accurately control the heating temperature of the fiber, and it is difficult to control the fiber heating temperature.
Since it will not melt unless it is heated above C, there is a problem in that it takes at least one hour to heat to that temperature.

また、加熱温度のより正確な制御及び加熱時間の短縮を
図るため、適当な材料でヒータを構成して光ファイバー
の溶融接合を試みたり或いは実際に使用されているが、
いずれも1600℃という高熱に充分な耐熱性を有して
いないため、そのヒータのほとんどが、主として温度変
化による密度変化のために、−回の接合で破壊等のため
使用不能となってしまっているため、極めて使用効率が
悪いという問題点があった。
In addition, in order to more accurately control the heating temperature and shorten the heating time, heaters have been constructed of suitable materials and are being tried or actually used to fuse optical fibers together.
None of these heaters have sufficient heat resistance to withstand temperatures as high as 1,600 degrees Celsius, and most of these heaters are rendered unusable due to breakage after the first bonding, mainly due to changes in density due to temperature changes. Therefore, there was a problem that usage efficiency was extremely low.

そこで、この出願に係る発明者は、このような問題点を
一掃出来るヒータを形成する目的でヒーや材料につき種
々の検討を行ったところ、ヒータ材料としで有すべき最
低限の条件は少なくと51800’Cとか2000 ”
Cとかという高温でも充分な耐熱fl:を有し寿命が長
くしかも蒸気圧が低いこと、および、材料が高温になる
に従って電気抵抗が小さくなることであるという結論に
達した。
Therefore, the inventor of this application conducted various studies on heaters and materials with the aim of forming a heater that can eliminate these problems, and found that the minimum conditions that a heater material should have are at least 51800'C or 2000"
They came to the conclusion that the material has sufficient heat resistance fl: even at high temperatures such as C, has a long life and low vapor pressure, and that the electrical resistance of the material decreases as the temperature increases.

そこで、耐熱セラミックスのうち酸化物でこのような条
件を満たすものがあるかどうかを調べたところ、Zr0
z(安定化)二安定化ジルコニアがあることがわかった
。篤2図は安定化ジルコニアの電気抵抗特性曲線図であ
り、横軸に温度(X100°C)および縦軸に電気抵抗
を比抵抗p(Ωcm)で採って示しである。この特性曲
線は、安定化ジルコニアを加熱していってその表面温度
と、その時の電気抵抗を測定しで得たものと解せられ、
その表面温度が400℃程度ではρは105Ωcm程度
であり、800°Cで10’Ωcm程度、1600°C
で101ΩCm程度、ざらに2000 ’Cで1000
m程度であるように、高温になるに従って、比抵抗ρが
著しく低下していくことが理解出来る。
Therefore, when we investigated whether there were any oxides among heat-resistant ceramics that met these conditions, we found that Zr0
It was found that there is a z (stabilized) bi-stabilized zirconia. Figure 2 is an electrical resistance characteristic curve diagram of stabilized zirconia, in which the horizontal axis represents temperature (X100°C) and the vertical axis represents electrical resistance in terms of specific resistance p (Ωcm). This characteristic curve is understood to have been obtained by heating stabilized zirconia and measuring its surface temperature and electrical resistance at that time.
When the surface temperature is around 400°C, ρ is around 105Ωcm, at 800°C it is around 10'Ωcm, and at 1600°C, ρ is around 10'Ωcm.
Approximately 101ΩCm at 2000'C, roughly 1000Ω at 2000'C
It can be seen that the specific resistance ρ decreases significantly as the temperature increases, as shown in the figure.

また、周知の通り、ジルコニア(ZrOh)の蒸気圧も
2000℃程度では106’mmHg程度と極めて低い
。第3図にこのジルコニアの蒸気圧を、横軸に温度(X
100℃)および縦軸に蒸気圧p (mmHc+)を採
って示しである。
Furthermore, as is well known, the vapor pressure of zirconia (ZrOh) is extremely low at about 106' mmHg at about 2000°C. In Figure 3, the vapor pressure of this zirconia is plotted on the horizontal axis, and the temperature (X
100°C) and the vapor pressure p (mmHc+) is plotted on the vertical axis.

また、ジルコニア(ZrOz)にCab、M2O、La
2O3,Y2O3等のいずれかを添加して得た安定化ジ
ルコニアは常温から2000℃前後までの温度変化に対
して比較的安定であり、従って破壊する等の恐れが少な
いという優れた耐熱性を有することが知られているし、
実際(こ加熱による破壊実験をしたところ、2000℃
前後の温度に対しても優れた耐熱性を有しでいることが
確認された。
In addition, Cab, M2O, and La are added to zirconia (ZrOz).
Stabilized zirconia obtained by adding either 2O3, Y2O3, etc. is relatively stable against temperature changes from room temperature to around 2000°C, and therefore has excellent heat resistance with little risk of destruction. It is known that
In fact, when we conducted a destructive experiment by heating, we found that the temperature was 2000℃.
It was confirmed that the material had excellent heat resistance even at different temperatures.

そこで、この出願の発明は、安定化ジルコニアの上述し
たような特′比に着目して成されたものである。
Therefore, the invention of this application was made by focusing on the above-mentioned special ratios of stabilized zirconia.

従って、この発明の第一の目的は、短時間で確実に溶融
接合が可能な光ファイバー・の溶融接合のための加熱方
法を提供することにある。
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a heating method for melting and joining optical fibers, which can reliably melt and join optical fibers in a short period of time.

この発明の第二の目的は、小型で、2000 ’C程度
の高温に対しでも耐熱性を有し、同電圧でっても高温に
なるに従って発熱量が大となりしかも光ファイバーにと
って不純物となる発熱抵抗体を提供することにある。
The second object of this invention is to create a heat-generating resistor that is small in size, has heat resistance even at high temperatures of about 2000'C, and generates more heat as the temperature increases even at the same voltage, and which becomes an impurity for optical fibers. It's about offering your body.

ざらに、この発明の第三の目的は、このような発熱抵抗
体を用いて、少なくとも100回程度以上の使用に耐え
、場合によっては数分という短時間で1600°C程度
に昇温可能な加熱炉を提供することにある。
Roughly speaking, the third object of the present invention is to use such a heating resistor to withstand at least 100 uses, and in some cases to be able to raise the temperature to about 1600°C in a short period of just a few minutes. Our purpose is to provide heating furnaces.

(課題を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明の光ファイバーの
溶融接合のための加熱方法によれば、主成分の酸化ジル
コニウム(Z r 02 )とこの酸化ジルコニウムの
安定化および低抵抗化を図るための酸化物とを含むセラ
ミ・ンクスの発熱抵抗体を外部より予備加熱して一旦発
熱抵抗体の温度を高めてその抵抗値を小ざくし、その後
、この発熱抵抗体へ電圧を印加して電流を流して発熱さ
せる。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve this object, according to the heating method for fusion bonding of optical fibers of the present invention, zirconium oxide (Z r 02 ) as a main component and stabilization of this zirconium oxide. A heating resistor made of ceramic inx containing a heat-generating resistor and an oxide for lowering the resistance is preheated externally to raise the temperature of the heat-generating resistor and reduce its resistance value, and then the heat-generating resistor is Apply voltage to cause current to flow and generate heat.

この発熱抵抗体の表面で少なくともほぼ160゜°C以
上となるように発熱させ、この発熱によって光ファイバ
ーのそれぞれの接続端を加熱して接合端面を互いに溶融
接合する。
Heat is generated on the surface of the heating resistor to a temperature of at least approximately 160° C., and the heat generated heats each connecting end of the optical fiber, thereby melting and bonding the joining end surfaces to each other.

この場合、好ましくは、予備加熱を800°C〜140
0℃の間の任意の適当な温度まで行うのが良い。
In this case, the preheating is preferably from 800°C to 140°C.
It may be carried out to any suitable temperature between 0°C.

また、この発明の実施例では、予備加熱を外部熱源直接
加熱したり又は発熱抵抗体の外側に予め設けた予備発熱
抵抗体に通電してこの予備発熱抵抗体の発熱によって行
うようにしでも良い。
Further, in the embodiments of the present invention, preheating may be performed by direct heating from an external heat source, or by supplying electricity to a preheating resistor provided in advance on the outside of the heat generating resistor and using heat generated by the preheating resistor.

ざらに、発熱抵抗体への通電は、交流電源を用いて行う
のが良い。
In general, it is preferable to energize the heating resistor using an AC power source.

ざらに、この発明の光ファイバーの溶融接合のための発
熱抵抗体は、主成分の酸化ジルコニウム(Z rO□)
とこの酸化ジルコニウムの安定化および低抵抗化を図る
ための酸化物とを主としで含むセラミックスを以って構
成する。
In general, the heating resistor for fusion bonding of optical fibers of the present invention is mainly composed of zirconium oxide (ZrO□).
It is composed of ceramics mainly containing zirconium oxide and an oxide for stabilizing the zirconium oxide and lowering its resistance.

この発明の実施に当り、好ましくは、この酸化物として
酸化イツトリウム(Y2O3)、酸化カルシウム(Ca
O)、酸化マグネシウム(M2C)および希土類酸化物
の群から選ばれた一種又は二種以上の酸化物とするのが
良い。
In carrying out this invention, the oxides preferably include yttrium oxide (Y2O3), calcium oxide (Ca
It is preferable to use one or more oxides selected from the group of O), magnesium oxide (M2C), and rare earth oxides.

また、この発明の好適実施例においては、このセラミ・
ンクスに含ませる酸化物の量を20モル%以下とするの
が良い。
Further, in a preferred embodiment of the present invention, this ceramic
It is preferable that the amount of oxide contained in the oxide is 20 mol% or less.

さらに、この発明の光ファイバーの溶融接合のための加
熱炉は、 主成分の酸化ジルコニウムCZ、r○2)とこの酸化ジ
ルコニウムの安定化および低抵抗化を図るための酸化物
とを含むセラミックスを以って構成した発熱抵抗体と、 この発熱抵抗体で囲まれた貫通する内側空間として形成
され、かつ、溶融接合前および溶融接合後の、少なくと
も一対の光ファイバーのそれぞれの一部分を挿脱自在に
収容する加熱室と、外部の電源にそれぞれ接続されてこ
の発熱抵抗体に通電を行うために当該発熱抵抗体にそれ
ぞれ設けられた一対の電極と を具える構造とする。
Furthermore, the heating furnace for melting and bonding optical fibers of the present invention uses ceramics containing zirconium oxide (CZ, r○2) as a main component and an oxide for stabilizing and lowering the resistance of this zirconium oxide. a heating resistor configured as such, and a penetrating inner space surrounded by the heating resistor, and capable of accommodating a portion of each of at least a pair of optical fibers before and after fusion bonding, in a freely insertable and removable manner. The heating chamber has a structure including a heating chamber, and a pair of electrodes each connected to an external power source and provided on each heating resistor for energizing the heating resistor.

この場合、好ましくは、加熱室を構成する内側空間は、
溶融接合前および溶融接合後の一対の光ファイバーのそ
れぞれの一部分を当該内側空間に対して挿脱するための
間隙を介して発熱抵抗体の外側空間と連通するように構
成するのが良い。
In this case, preferably the inner space constituting the heating chamber is
It is preferable that a portion of each of the pair of optical fibers before and after fusion bonding be communicated with the outer space of the heating resistor through a gap for insertion into and removal from the inner space.

さらに、この発明の実施に当り、この発熱抵抗体を、内
側空間の貫通方向に治った中心部付近を取り囲む部分の
肉厚を、当該内側空間の両出入口側を取り囲む部分の肉
厚よりも薄い構造とするのが良い。
Furthermore, in carrying out the present invention, the thickness of the heating resistor is made such that the thickness of the portion surrounding the central portion extending in the penetrating direction of the inner space is thinner than the thickness of the portion surrounding both the entrance and exit sides of the inner space. It is better to have a structure.

ざらに、好ましくは、発熱抵抗体の、内側空間の貫通方
向に沿った両出入口側を取り囲むそれぞれの部分の外周
に、電極をそれぞれ設は茹構造とするのが良い。
In general, it is preferable that electrodes be provided on the outer periphery of each portion of the heating resistor surrounding both the entrance and exit sides along the penetrating direction of the inner space.

ざらに、好ましくは、これら一対の電極を白金族元素で
形成するのか良い。
In general, preferably, these pair of electrodes are formed from a platinum group element.

また、この発明の好適実施例によれば、発熱抵抗体の外
周囲の一部分にわたって、一対の電極を橋絡する予備加
熱用抵抗体を設けた構造とすることも出来る。
Further, according to a preferred embodiment of the present invention, a preheating resistor can be provided over a part of the outer periphery of the heating resistor to bridge a pair of electrodes.

ざらに、好ましくは、この予備加熱用抵抗体を貴金属合
金材料を以って構成するのが良い。
In general, it is preferable that this preheating resistor is made of a noble metal alloy material.

ざらに、好ましくは、貴金属合金材料を、白金(Pt)
と、イリジウム(I r) 、ロジウム(Ro)および
ルどジウム(日U)の群から選ばれた一種または二種以
上の貴金属とするのが良い。
Preferably, the precious metal alloy material is platinum (Pt).
and one or more noble metals selected from the group of iridium (Ir), rhodium (Ro), and rhodium (Japanese U).

この発明の実施に当り、好ましくは、この貴金属合金材
料は、白金(pHを80〜70M!!!%およびイリジ
ウム(Ir)820〜30重1%としでなる材料とする
のが良い。
In carrying out the present invention, the noble metal alloy material is preferably a material containing platinum (pH 80-70M!!!%) and iridium (Ir) 820-30% by weight.

ざらに、予備加熱用抵抗体の形態は、メツシュ状、グリ
ッド状またはカーで状形態とするのが好適である。
In general, it is preferable that the preheating resistor has a mesh, grid, or car shape.

(作用) 上述したこの発明の光ファイバーの溶融接合の発熱抵抗
体は、酸化ジルコニウム(ZrO2)と酸化ジルコニウ
ムの安定化および低抵抗化を図るための酸化物とのセラ
ミックスで構成されでいるため、室温から2000℃前
後にわたる温度変化に対しでもおよび溶#!接合に要す
る間このような高温下にざらされても充分な耐熱性を具
えでおり、2度変化等に起因しで破壊する恐れが無い、
また、この発熱抵抗体は、室温から高温になるに従って
、電気抵抗が小ざくなるので、電圧を一定に保持してい
ても、発熱量が増大するので熱効率が極めて良い。
(Function) The heating resistor for fusion bonding of the optical fiber of the present invention described above is composed of ceramics of zirconium oxide (ZrO2) and an oxide for stabilizing the zirconium oxide and lowering its resistance. Even when the temperature changes from 2000℃ to around 2000℃, it melts #! It has sufficient heat resistance even if it is exposed to such high temperatures during the bonding process, and there is no risk of it breaking due to changes such as 2 degrees.
In addition, the electrical resistance of this heating resistor decreases as the temperature increases from room temperature, so even if the voltage is held constant, the amount of heat generated increases, so thermal efficiency is extremely high.

また、このような発熱抵抗体で構成した加熱炉の加熱室
に、接合すべき一対の光ファイバーの端面を突き合わせ
て保持した後、この加熱炉を外部の適当な熱源から予備
加熱する。この予備加熱によって短時間に発熱抵抗体の
温度を高めてその電気抵抗を下げる。その後、発熱抵抗
体に外部から電極を経て通電することによつ、少なくと
も3〜4分程度という短時間で光ファイバーの溶融接合
に必要な1600℃以上の高温で発熱させ実質的にその
温度で光ファイバーを加熱させる。溶融接合された光フ
ァイバーを加熱室から加熱炉外へ取り出す、この高温加
熱では、スパークの場合に生じでいたガスによる不純物
が発生することは無いので、溶融接合部に不純物が混入
する恐れはなく、従って、不純物混入に起因した接合部
の劣化の恐れも無い。
Further, after the end faces of a pair of optical fibers to be joined are held abutting against each other in a heating chamber of a heating furnace constituted by such a heating resistor, this heating furnace is preheated from an appropriate external heat source. This preheating increases the temperature of the heating resistor in a short time and lowers its electrical resistance. Thereafter, by applying electricity to the heating resistor from the outside through the electrodes, it generates heat in a short period of at least 3 to 4 minutes at a high temperature of 1,600°C or more, which is necessary for fusion joining of optical fibers, and substantially maintains the optical fibers at that temperature. heat up. During this high-temperature heating, in which the fused optical fibers are taken out of the heating chamber and out of the heating furnace, impurities caused by gas that would occur in the case of sparks are not generated, so there is no risk of impurities getting into the fused joint. Therefore, there is no risk of deterioration of the joint due to impurity contamination.

(実施例) 以下、図面を参照しで、この発明の実施例につき説明す
る。尚、以下の説明は単なる好適例にすぎず、従って、
この発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではな
い、また、図は、この発明が理解出来る程度に、各構成
成分の形状1、大きざ、配置関係等を概略的に示しであ
るlこすぎない。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following explanation is merely a preferred example, and therefore,
The present invention is not limited only to these embodiments, and the figures schematically show the shape, size, arrangement relationship, etc. of each component to an extent that the present invention can be understood. Not too harsh.

尚、以下の説明では、加熱方法および発熱体については
、加熱炉の実施例の説明で併せて説明する。
In the following explanation, the heating method and the heating element will be explained together with the explanation of the embodiment of the heating furnace.

第1図(A)は、この発明の光ファイバーの溶融接合の
ための加熱炉の好適実施例を示す斜視図であり、第1図
(B)は第1図(A)(7)X−X線に治って取って示
した断面図である。
FIG. 1(A) is a perspective view showing a preferred embodiment of a heating furnace for melting and bonding optical fibers according to the present invention, and FIG. It is a sectional view taken along a line.

この加熱炉10は、その発−熱本体部(加熱本体部とも
いう。)をセラミックスからなる発熱抵抗体12で構成
し、この発熱抵抗体12で加熱室14を外部空間と連通
する内側空間としで形成する。そして、この発熱抵抗体
12を発熱ざぜるためにこれに通電するが、この通電の
ため外部の過当な電源と接続するための一対の電極16
を発熱抵抗体12に設けた構造となっている。
This heating furnace 10 has a heat generating main body (also referred to as a heating main body) composed of a heat generating resistor 12 made of ceramic, and this heat generating resistor 12 defines a heating chamber 14 as an inner space communicating with an external space. to form. Then, in order to generate heat in this heating resistor 12, electricity is applied to it, and for this purpose, a pair of electrodes 16 are connected to an external power source.
is provided in the heating resistor 12.

これらの点につき、第1図(A)および(B)を参照し
で、以下詳述する。尚、第1図(A)では、光ファイバ
ーの図示を省略しであるが、M7図(8)図には、仮想
線で光ファイバーを18aおよび18bで示しである。
These points will be described in detail below with reference to FIGS. 1(A) and 1(B). Although the optical fibers are not shown in FIG. 1A, the optical fibers are indicated by imaginary lines 18a and 18b in FIG.

また、両光ファイバーの接合する端面を18cで共通に
示()である。
Further, the end faces where both optical fibers are joined are commonly shown at 18c ().

発熱抵抗体を構成するセラミ・ンクスはその主成分を酸
化ジルコニウム(ZrO2)とし、この酸化ジルコニウ
ムに添加物として安定化および低抵抗化を図るための酸
化物を加わえたいわゆる安定化ジルコニアと称する材料
からなる。
Ceraminx, which makes up the heating resistor, has zirconium oxide (ZrO2) as its main component, and is a material called stabilized zirconia, which is made by adding an oxide to this zirconium oxide as an additive to stabilize it and lower its resistance. Consisting of

この酸化物として、通常は、酸化イツトリウム(Y2O
3)、酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(
M 90)および希土類酸化物の群から選ばれた一種又
は二種以上の酸化物を用いる6−例として、この発熱抵
抗体を酸化ジルコニウムと20モル%以下の酸化物とを
以って構成するのが好適である。酸化物を20モル%以
下としたのは、800℃以上の高温で耐熱性を有して長
寿命となりかつ低抵抗となるようにするためである。上
述したいずれの酸化物を添加して得られた安定化ジルコ
ニアも第2図に示したとほぼ同様な温度と電気抵抗との
関係を示すと推定出来る。
This oxide is usually yttrium oxide (Y2O
3), calcium oxide (CaO), magnesium oxide (
M 90) and one or more oxides selected from the group of rare earth oxides 6-As an example, the heating resistor is composed of zirconium oxide and 20 mol% or less of the oxide. is preferable. The reason why the oxide content is 20 mol % or less is to ensure heat resistance at high temperatures of 800° C. or higher, long life, and low resistance. It can be assumed that stabilized zirconia obtained by adding any of the above-mentioned oxides shows a relationship between temperature and electrical resistance almost similar to that shown in FIG. 2.

発熱抵抗体に通電して発熱させた場合、例えば、はぼ8
00℃の発熱温度で比抵抗ρは約10’Ωcm弱の値、
はぼ1400℃〜16oO℃の発熱温度で約10 2〜
101Ωcm程度の値、はぼ2000 ’Cの発熱温度
で101Ωcm程度のイーi)と なる、このように、高温になるに従って抵抗値(Ω)が
著しく低下することが理解出来る。
For example, when a heating resistor is energized to generate heat,
At a heating temperature of 00℃, the specific resistance ρ is a little less than 10'Ωcm,
Approximately 102~ with exothermic temperature of 1400℃~16oO℃
The resistance value (Ω) is approximately 101 Ωcm, and the resistance value (Ω) is approximately 101 Ωcm at a heat generation temperature of approximately 2000'C.As described above, it can be understood that the resistance value (Ω) decreases significantly as the temperature increases.

また、既に述べたように、このような安定化ジルコニア
の高温での蒸気圧が著しく低いので、高温加熱時にセラ
ミックスから光ファイバー18a、18bの溶融接合部
に不純物として混入してしまうようなガスの発生を実質
的に回避することが出来る。このため、接合部が劣化し
て破壊しでしまう恐れが無い。
Furthermore, as already mentioned, the vapor pressure of such stabilized zirconia at high temperatures is extremely low, so when heated at high temperatures, gases are generated that may enter the fused joints of the optical fibers 18a and 18b as impurities from the ceramics. can be virtually avoided. Therefore, there is no risk that the joint will deteriorate and break.

また、このような安定化ジルコニアは2000°Cとい
う高温でも長時闇安定であり、従って、この発熱抵抗体
で形成した加熱炉も長寿命化し、100回以上の繰り返
し使用にも充分耐える。
Further, such stabilized zirconia is stable in the dark for a long time even at a high temperature of 2000° C. Therefore, a heating furnace formed of this heating resistor has a long life and can withstand repeated use more than 100 times.

このような発熱抵抗体12で囲まれた加熱室14は、互
いに溶融接合される光ファイバー18a、18b!a挿
入固定しこのファイバーを加熱するための発熱抵抗体1
2の内側空間であり、この発熱抵抗体12を貫通しで設
けられている。当然ではあるが、接合の前後の光ファイ
バー18a、18bの部分の挿脱用の細溝(または間隙
とか空隙とかスリットとかスロットとかも称する。)2
0を形成して、この加熱室14と加熱炉10の外側空間
とを連通させる構造となしである。この加熱室14の光
ファイバー18a。
A heating chamber 14 surrounded by such a heating resistor 12 contains optical fibers 18a, 18b which are melted and bonded to each other! a Heating resistor 1 for heating the inserted and fixed fiber
2, and is provided so as to penetrate through this heating resistor 12. Of course, the narrow groove (or also referred to as gap, void, slit, or slot) 2 for insertion and removal of the optical fibers 18a and 18b before and after joining.
0 and a structure in which the heating chamber 14 and the outer space of the heating furnace 10 are communicated with each other. Optical fiber 18a of this heating chamber 14.

18bが延在する方向と直交する面内での断面形状は、
少なくとも一対の光ファイバーが固定出来るスペースを
確保出来る形状であれば良く、従って、形状例えば円、
楕円、矩形、三角或いはその伯の設計に応じた任意好適
な形状とすることか出来る。また、加熱”室14は、光
ファイバー18a、18b1yj:、遊びが生じないよ
うに、発熱抵抗体12の内壁で固定出来るようなスペー
スとして、形成しても良いし、或いは、接合すべき光フ
ァイバーの端部をいわゆる割りスリーブ(スリ・ント付
きスリーブ)で固定した後、この割りスリーブを付けた
まま加熱室14に固定出来るようなスペースとしで形成
しても良いし、或いは又、複数対の光ファイバーを並置
して収容固定出来るようなスペースとしで形成すること
が出来る。どのような加熱室構造とするかは単なる設計
上の問題にすぎない、尚、第4図に一対の光ファイバー
18a、18bの接合端面を突き合わせで割りスリーブ
22で固定した状態を概略的に示す0割りスリーブ22
自体は公知であるので、その詳細な説明を省略するが、
この場合には、加熱炉と同様に、安定化ジルコニアで形
成すれば、高温での耐熱性に優れしかも加熱炉24から
の熱伝達効率も極めて良くなり、従って、光ファイバー
の溶融接合に何等III害とならない、また、第5図に
は複数対の光ファイバーを同時に収容して溶融接合する
ための加熱炉24の加熱室26の一例を示す、この第5
図は、加熱炉24の一方の端面を加熱室26の貫通方向
に沿った方向から見た図で示しである。28は光ファイ
バーを位雪決め箇所、30は発熱抵抗体、32は加熱室
26(こ対する光ファイバーの挿脱用の間隙、34は電
極である。この加熱室26には、第4図に示したような
割りスリーブで固定して光ファイバーを設置して加熱溶
融するのが好ましい。
The cross-sectional shape in a plane perpendicular to the direction in which 18b extends is:
Any shape is sufficient as long as it can secure a space in which at least one pair of optical fibers can be fixed. Therefore, the shape may be circular, for example,
It can be any suitable shape depending on the design such as an ellipse, a rectangle, a triangle, or a triangle thereof. In addition, the heating chamber 14 may be formed as a space where the optical fibers 18a, 18b1yj can be fixed with the inner wall of the heating resistor 12 to prevent play, or may be formed as a space where the optical fibers 18a, 18b1yj can be fixed with the inner wall of the heating resistor 12, or the ends of the optical fibers to be joined may be fixed. After fixing the part with a so-called split sleeve (sleeve with slit), a space may be formed so that the split sleeve can be fixed in the heating chamber 14 with the split sleeve attached, or alternatively, a plurality of pairs of optical fibers may be attached. It is possible to form a space in which a pair of optical fibers 18a and 18b can be housed and fixed in parallel.The type of heating chamber structure to be used is merely a matter of design. A split sleeve 22 schematically showing a state in which the end faces are butted and fixed by the split sleeve 22.
Since it is publicly known, a detailed explanation thereof will be omitted, but
In this case, like the heating furnace, if it is made of stabilized zirconia, it will have excellent heat resistance at high temperatures and will also have extremely good heat transfer efficiency from the heating furnace 24. In addition, FIG. 5 shows an example of the heating chamber 26 of the heating furnace 24 for accommodating and melting a plurality of pairs of optical fibers at the same time.
The figure shows one end surface of the heating furnace 24 as seen from the direction along the penetrating direction of the heating chamber 26. 28 is a position for positioning the optical fiber, 30 is a heating resistor, 32 is a heating chamber 26 (a gap for inserting and removing the optical fiber thereto, and 34 is an electrode). It is preferable to fix the optical fiber with a split sleeve like this, install the optical fiber, and heat and melt it.

再度、第1図(A)及び(8)に戻り説明する。この発
熱抵抗体12である発熱本体部の外側形状は、互いに接
続すべきまたは接合された少なくとも一対の光ファイバ
ーを加熱室14に対して挿脱出来る構造となっていれば
、どのような形状を有していても良い、これに加えて、
好ましくは、取り扱が簡単かつ容易でしかも特に溶融作
業中は安定に固定出来る外側形状を具えているのが良い
0貫通する加熱室14を具えた、例えば、四角形状、球
形状、円柱状、或いはその他の任意好適なプロツク形状
とすることが出来る。!@いは、高温に耐える何等かの
任意好適な手段(図示していない、)で保持固定するよ
うに構成することも出来る。
The explanation will be given again by returning to FIGS. 1(A) and (8). The outer shape of the heat generating body, which is the heat generating resistor 12, may have any shape as long as it has a structure that allows at least one pair of optical fibers to be connected or joined to each other to be inserted into and removed from the heating chamber 14. In addition to this,
Preferably, the outer shape is simple and easy to handle, and can be stably fixed especially during the melting operation.The heating chamber 14 penetrates through the outer shape, for example, square, spherical, cylindrical, etc. or any other suitable block shape. ! Alternatively, it may be configured to be held and fixed by any suitable means (not shown) that can withstand high temperatures.

また、加熱炉10の加熱効率を高めるため、加熱室14
である内側空間の、貫通方向に沿った中心側部分を取り
囲んでいる発熱本体部12の壁の部分の肉厚を両端部側
の壁の肉厚よりも薄くするのが好ましい、この場合、加
熱室14を中心として、貫通方向と直交する面内での断
面で考える場合、間隙18が上側に位置するような状態
で、貫通方向の中心部付近で左右の壁の肉厚が薄くなる
ようにしても良く、加熱室14の周囲全体(360°の
角度範囲)の壁を肉薄としても良い。
In addition, in order to increase the heating efficiency of the heating furnace 10, the heating chamber 14
It is preferable that the wall thickness of the wall portion of the heat generating body portion 12 surrounding the center side portion along the penetration direction of the inner space is made thinner than the wall thickness of both end portions. When considering a cross section in a plane perpendicular to the penetration direction with the chamber 14 as the center, the wall thickness of the left and right walls should be thinner near the center in the penetration direction with the gap 18 located on the upper side. Alternatively, the entire circumference (angle range of 360°) of the heating chamber 14 may be made thin.

次に電極16につき説明する。Next, the electrode 16 will be explained.

発熱抵抗体12に通電を行うための一対の電極16を発
熱抵抗体12の両端部の外周にそれぞれ設け、この電極
を外部の所要の交流電源例えば240v等といった商用
電源(図示せず、)に接続出来るように構成する。
A pair of electrodes 16 for energizing the heating resistor 12 are provided on the outer periphery of both ends of the heating resistor 12, and these electrodes are connected to a required external AC power source, such as a commercial power source (not shown) such as 240V. Configure it so that it can be connected.

この電極16は、例えば第1図(A)に示すように、発
熱抵抗体12の加熱室(内側空間)14の、貫通方向に
沿った出入口側を取り囲む壁の外周に設けるのが好適で
ある。加熱炉10は、通常は1600℃以上、例えば、
2000℃前徒の高温にしで使用するので、このような
高温においても、電極特性が劣化されないようにするた
めに、好ましくは、これら一対の電極16を白金族元素
で形成する。これら電極16は、スパッタとか粉末ペイ
ント化した塗布等といった通常の厚膜被着技術を用いて
発熱抵抗体12に設けることが出来る。
This electrode 16 is preferably provided on the outer periphery of a wall surrounding the entrance/exit side along the penetration direction of the heating chamber (inner space) 14 of the heating resistor 12, as shown in FIG. 1(A), for example. . The heating furnace 10 is normally heated to 1600°C or higher, for example,
Since the electrodes 16 are used at a high temperature of just over 2000° C., the pair of electrodes 16 are preferably made of a platinum group element in order to prevent the electrode characteristics from deteriorating even at such high temperatures. These electrodes 16 can be applied to the heating resistor 12 using conventional thick film deposition techniques such as sputtering or powder coating.

上述した加熱炉10は、この電極16に外部電源を接続
して発熱抵抗体12を発熱させれば加熱室14の発熱に
応じて内部温度が上昇する。
In the heating furnace 10 described above, if an external power source is connected to the electrode 16 and the heating resistor 12 is made to generate heat, the internal temperature will rise in accordance with the heat generated in the heating chamber 14.

発熱温度が上昇するに従って、既に説明したように、発
熱抵抗体12の抵抗値が低下するので、電流が増大し、
発熱量も増大し、よって加熱室14の温度もざらに上昇
する。実用上、発熱抵抗体12の抵抗値を約1600”
Cで最大約10OKΩ程度とするが、好ましくは、約1
600℃において、240vの電圧で10W程度の発熱
が欲しいので、この温度で5〜6にΩの抵抗値となるよ
うに設計するのが員い。
As the heat generation temperature rises, as already explained, the resistance value of the heat generation resistor 12 decreases, so the current increases,
The amount of heat generated also increases, and therefore the temperature of the heating chamber 14 also rises roughly. In practice, the resistance value of the heating resistor 12 is set to approximately 1600".
C, the maximum resistance is about 10 OKΩ, but preferably about 1
At 600°C, we want to generate about 10W of heat at a voltage of 240V, so it is best to design the resistance value to be 5 to 6Ω at this temperature.

ところで、発熱抵抗体12を室温から1600°C程度
の温度にまで上昇させるには時間が掛ってしまい、溶融
接合作業上好ましくない、従って、発熱抵抗体12があ
る程度の温度例えば800〜1400°C内の適当な温
度に達するまでは、外部熱源を有効に利用した方が、発
熱抵抗体12の温度を速く上昇させることが出来る。従
って、例えば、バーナー等を用いて外部から発熱抵抗体
12を補助的に予備加熱しても良い、この場合、バーナ
ーの火により生ずるガスは、加熱炉10T:J蔽されて
直接光ファイバーの溶融接合部に当らないので、この接
合部に不純物が混入する恐れはない。
By the way, it takes time to raise the temperature of the heating resistor 12 from room temperature to about 1600°C, which is not preferable for melting and bonding work. The temperature of the heating resistor 12 can be raised more quickly by effectively utilizing an external heat source until the internal temperature reaches an appropriate temperature. Therefore, for example, the heating resistor 12 may be preheated externally using a burner or the like. In this case, the gas generated by the burner is directly fused into the optical fiber by being shielded from the heating furnace 10T:J. There is no risk of impurities getting into this joint.

このようなバーナー等を用いる代わりに、この発明では
、第6図に示すような、予備加熱用抵抗体(予備抵抗体
とも称する。)ヲ用いることが出来る。これにつき説明
する。第6図は、第1図(ハ)に示した加熱炉10に予
備加熱用抵抗体30を取り付けた状態を示す斜視図であ
り、第1図(A)に示した構成成分と同一の部分につい
ではその説明を省略する。
Instead of using such a burner or the like, in the present invention, a preheating resistor (also referred to as a preliminary resistor) as shown in FIG. 6 can be used. This will be explained. FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the preheating resistor 30 is attached to the heating furnace 10 shown in FIG. 1(C), and shows the same components as those shown in FIG. 1(A). The explanation thereof will be omitted.

この予備加熱用抵抗体40は、発熱抵抗体12の外周の
、光ファイバーの挿脱用の細溝20を除く部分に設ける
。この予備電極40は、一対の電極16を橋絡するよう
に設け、これら電極16とオーミ・ンク接触させる。こ
の予備抵抗体40は、抵抗軸!!を網目状に設けたメツ
シュ状、の抵抗体(第6図の構成例)、抵抗細線を平行
に設けたグリッド状の抵抗体、抵抗細線をガーゼ状に設
けた抵抗体、或いは、その他に任意の形態に形成するこ
とが出来る。
This preheating resistor 40 is provided on the outer periphery of the heating resistor 12 except for the narrow groove 20 for inserting and removing the optical fiber. This preliminary electrode 40 is provided so as to bridge the pair of electrodes 16, and is brought into ohmic contact with these electrodes 16. This preliminary resistor 40 is the resistance axis! ! A mesh-like resistor (configuration example shown in Fig. 6), a grid-like resistor with parallel resistor wires, a gauze-like resistor with resistor wires, or any other resistor. It can be formed in the form of

この予備抵抗体40の抵抗体材料を、白金(Pt)、イ
リジウム(I r) 、ロジウム(Ro)およびルヒジ
ウム(ru)等のなかから選らんだ一種以上の貴金属合
金材料で形成するのが好ましい、これら貴金属合金材料
は1600℃以上の温度でも安定であるからである。高
融点で、抵抗値が大きく、しかも、加工がし易いという
設計上の理由から、この合金材料を好ましくは、白金を
80〜70重量%とじ、イリジウム820〜30重量%
とじて形成するのが良い、また、このような貴金属合金
材料は高温で長時間使用しても寿命が長く優れでいる。
Preferably, the resistor material of the preliminary resistor 40 is made of one or more noble metal alloy materials selected from platinum (Pt), iridium (Ir), rhodium (Ro), and ruhidium (ru). This is because these noble metal alloy materials are stable even at temperatures of 1600° C. or higher. For design reasons such as high melting point, high resistance value, and ease of processing, this alloy material preferably contains 80 to 70% by weight of platinum and 820 to 30% by weight of iridium.
In addition, such noble metal alloy materials have a long service life even when used at high temperatures for long periods of time.

このような予備加熱抵抗体4oを電極16にオーミック
接触させで設け、外部電源に接続すると、室温では予備
加熱抵抗体40くしで発熱抵抗体12の抵抗値が大きい
ので、この予備抵抗体40に電流がほとんど流れて発熱
し、発熱抵抗体12を加熱する。加熱温度の上昇に伴な
い発熱抵抗体12に流れる電流も増大する。加熱温度が
は1よ800℃程度で両紙抗体12および40にはほぼ
同程度の電流が流れ、それ以上の温度では、発熱抵抗体
12の方に多く流れるようにし、1400℃程度ではほ
とんどの電流が発熱抵抗体12を流れるようにする。
When such a preheating resistor 4o is provided in ohmic contact with the electrode 16 and connected to an external power source, since the resistance value of the heating resistor 12 is large at room temperature, the preheating resistor 40 is connected to the preheating resistor 40. Most of the current flows and generates heat, heating the heating resistor 12. As the heating temperature increases, the current flowing through the heating resistor 12 also increases. When the heating temperature is about 1 to 800 degrees Celsius, approximately the same amount of current flows through both paper antibodies 12 and 40. At higher temperatures, more current flows to the heating resistor 12, and when the heating temperature is about 1400 degrees Celsius, almost the same amount of current flows through the heating resistor 12. is made to flow through the heating resistor 12.

このように、外部熱源による予備加熱を用いると、加熱
炉10を3〜4分という短時間内に、加熱炉10の発熱
温度、従って、加熱温度を1800℃程度まで高めるこ
と可能である。
In this way, by using preheating by an external heat source, it is possible to increase the heat generation temperature of the heating furnace 10, and hence the heating temperature, to about 1800° C. within a short time of 3 to 4 minutes.

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、多くの変形又は変更を行う得ること明らかである。
It is clear that the invention is not limited only to the embodiments described above, but can be subjected to many variations and modifications.

上述した実施例では、加熱炉の外径寸法については何等
言及しでいないが、寸法は、設計に応じて種々設定出来
るものであり、小型の方が使用上便利である。
In the embodiments described above, no mention is made of the outer diameter of the heating furnace, but the dimensions can be set in various ways depending on the design, and a smaller size is more convenient for use.

また、加熱炉の発熱抵抗体および予備加熱抵抗体のそれ
ぞれの抵抗値をどのように設定するかも設計上の問題で
ある。
Furthermore, it is also a design problem how to set the respective resistance values of the heating resistor and the preheating resistor of the heating furnace.

また、加熱室を構成しでいる内側空nの形状も設計に応
じて任意適当に定めることが出来る。
Furthermore, the shape of the inner space n constituting the heating chamber can be arbitrarily determined according to the design.

(発明の効果) 上述したこの発明の光ファイバーの溶融接合のための加
熱炉によれば、これを構成する発熱抵抗体が室温から1
600℃以上例えば2000℃前後までの温度変化を受
けでもおよび長時間にわたり高温下に宜かれても充分な
耐熱tti有しでいて高温で安定であり寿命が長く、従
って少なくとも100回以上の溶融接合作業の使用に充
分耐え得る。
(Effects of the Invention) According to the above-described heating furnace for melting and joining optical fibers of the present invention, the heating resistor constituting the furnace heats up from room temperature to 1.
It has sufficient heat resistance even when subjected to temperature changes from 600°C to about 2000°C, and even when exposed to high temperatures for long periods of time, is stable at high temperatures, has a long life, and can therefore be melted and bonded at least 100 times or more. Sufficiently durable for work use.

また、この加熱炉の発熱抵抗体を安定化ジルコニアで構
成しでいるので、この発熱抵抗体に通電してこれを発熱
させて温度を高めると、電気的抵抗値が低下するため、
室温から1600℃以上の高温までに発熱温度を変える
場合に、外部印加電圧を一定に保持しながら発熱温度の
上昇に従って電流も増大し、その結果、発熱量も増大し
、よって発熱温度も増大する。従って、従来よりも熱効
率が良い、また、発熱温度に対する電気抵抗が分かっで
いるので、電圧を印加する時間を調整することによって
、加熱温度を正確に制御することが、出来る。
In addition, since the heating resistor of this heating furnace is made of stabilized zirconia, when electricity is applied to the heating resistor to generate heat and raise the temperature, the electrical resistance value decreases.
When changing the heat generation temperature from room temperature to a high temperature of 1600℃ or higher, the current increases as the heat generation temperature increases while keeping the externally applied voltage constant, and as a result, the heat generation amount increases, and therefore the heat generation temperature also increases. . Therefore, the thermal efficiency is better than that of the conventional method, and since the electrical resistance with respect to the heat generation temperature is known, the heating temperature can be accurately controlled by adjusting the voltage application time.

また、加熱炉を電気的に加熱する方法であるので、接合
されるべき光ファイバーの溶融接合端面に不純物が混入
する恐れがないため、接合部で破壊する恐れのほとんど
無い。
Furthermore, since the method uses electrical heating in a heating furnace, there is no risk of impurities getting into the melt-joined end faces of the optical fibers to be joined, so there is almost no risk of breakage at the joint.

電気的な加熱炉自体の発熱と、ある程度の温度までは、
この加熱炉を外部の補助的な熱源を用いて加熱すること
によって、1600″C程度の溶融接合に必要とされる
温度にまで端時間で上昇させることが出来るので、溶融
接合作業に要する時間を従来よりも短縮することが出来
る。
The heat generated by the electric heating furnace itself and up to a certain temperature,
By heating this heating furnace using an external auxiliary heat source, it is possible to raise the temperature to approximately 1600"C, which is required for fusion bonding, in a fraction of the time, so the time required for fusion bonding work is reduced. It can be made shorter than before.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(A)はこの発明の説明に供する加熱炉の構造の
一実施例を概略的に示す斜視図、第1図(8)は第1図
(A)のX−X線に沿って示した断面図、 第2図は、この発明の説明に供する、安定化ジルコニア
の温度−電気抵抗(比抵抗)特性曲線図、 第3図は、この発明の説明に供する、ジルコニアの蒸気
圧特性曲線図、 第4図は、光ファイバーの接合端面同士を割りスリーブ
で固定した例を説明するための説明図、第5図は、この
発明の他の実施例を説明するための図、 第6図は、予備加熱抵抗体を用いたこの発明の他の実施
例の説明に供する斜視図である。 10.24・・・加熱炉、  12.3o・・・発熱抵
抗体14.26・・・加熱室(内側空間) 16.34・・・電極、  20.32・・・細溝22
・・・割りスリーブ、 28・・・光ファイバーの設f
f1ffi所、   40・・・予備加熱用抵抗体。 特許出願人   アダマシド工業株式会社実施例の跳視
図 18a、 18b光フアイバー  18c光フアイバー
の端面実施例の断面図 第1図 温度(xlOO℃) 安定化ジルコニアの電気抵抗 第2図 温度(刈OO℃) ジルコニアの蒸気圧 第3図 8a 割りスリーブの説明図 第4図 他の英施例の説明図
FIG. 1(A) is a perspective view schematically showing an example of the structure of a heating furnace used for explaining the present invention, and FIG. 1(8) is a perspective view taken along the line X-X in FIG. 1(A). FIG. 2 is a temperature-electrical resistance (specific resistance) characteristic curve diagram of stabilized zirconia, which is used to explain the present invention, and FIG. 3 is a vapor pressure characteristic of zirconia, which is used to explain this invention. A curve diagram; FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an example in which the joined end surfaces of optical fibers are fixed with a split sleeve; FIG. 5 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention; FIG. 2 is a perspective view for explaining another embodiment of the present invention using a preheating resistor. 10.24... Heating furnace, 12.3o... Heating resistor 14.26... Heating chamber (inner space) 16.34... Electrode, 20.32... Thin groove 22
... Split sleeve, 28... Optical fiber installation f
f1ffi, 40...Resistor for preheating. Patent Applicant: Adamacid Industries Co., Ltd. Jump-view diagrams of examples 18a and 18b Optical fibers 18c Cross-sectional views of end face embodiments of optical fibers Figure 1 Temperature (xlOO℃) Electrical resistance of stabilized zirconia Figure 2 Temperature (cutting OO℃) ) Vapor pressure of zirconia Fig. 3 8a Explanatory diagram of split sleeve Fig. 4 Explanatory diagram of other English examples

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)主成分の酸化ジルコニウム(ZrO_2)と該酸
化ジルコニウムの安定化および低抵抗化を図るための酸
化物とを含むセラミックスの発熱抵抗体を外部より予備
加熱した後、該発熱抵抗体への通電により少なくともほ
ぼ1600℃以上の表面温度で発熱させ、該発熱によっ
て光ファイバーの溶融接合を行うことを特徴とする光フ
ァイバーの溶融接合のための加熱方法。
(1) After preheating a ceramic heating resistor containing zirconium oxide (ZrO_2) as the main component and an oxide for stabilizing and lowering the resistance of the zirconium oxide from the outside, the heating resistor is heated. 1. A heating method for melting and joining optical fibers, which comprises generating heat at a surface temperature of at least approximately 1600° C. or higher by applying electricity, and melting and joining optical fibers using the heat generation.
(2)予備加熱を800℃〜1400℃の任意の温度ま
で行うことを特徴とする請求項1に記載の加熱方法。
(2) The heating method according to claim 1, wherein the preheating is performed to an arbitrary temperature of 800°C to 1400°C.
(3)予備加熱を発熱抵抗体の外側に設けた予備発熱抵
抗体に通電して行うことを特徴とする請求項1又は2に
記載の加熱方法。
(3) The heating method according to claim 1 or 2, characterized in that the preheating is performed by applying electricity to a preliminary heating resistor provided outside the heating resistor.
(4)発熱抵抗体への通電は、交流電源を用いて行うこ
とを特徴とする請求項1、2又は3に記載の加熱方法。
(4) The heating method according to claim 1, 2 or 3, wherein the heating resistor is energized using an AC power source.
(5)主成分の酸化ジルコニウム(ZrO_2)と該酸
化ジルコニウムの安定化および低抵抗化を図るための酸
化物とを含むセラミックスからなることを特徴とする光
ファイバーの溶融接合のための発熱抵抗体。
(5) A heating resistor for fusion bonding of optical fibers, characterized by being made of ceramics containing zirconium oxide (ZrO_2) as a main component and an oxide for stabilizing the zirconium oxide and lowering its resistance.
(6)酸化物を酸化イットリウム(Y_2O_3)、酸
化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(MgO)
および希土類酸化物の群から選ばれた一種又は二種以上
の酸化物としたことを特徴とする請求項5に記載の光フ
ァイバーの溶融接合のための発熱抵抗体。
(6) Oxides such as yttrium oxide (Y_2O_3), calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO)
6. The heating resistor for fusion bonding of optical fibers according to claim 5, characterized in that the heating resistor is made of one or more oxides selected from the group of rare earth oxides.
(7)酸化ジルコニウムと20モル%以下の酸化物とを
含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の光ファイ
バーの溶融接合のための発熱抵抗体。
(7) The heating resistor for fusion bonding of optical fibers according to claim 5 or 6, characterized in that it contains zirconium oxide and 20 mol% or less of an oxide.
(8)主成分の酸化ジルコニウム(ZrO_2)と該酸
化ジルコニウムの安定化および低抵抗化を図るための酸
化物とを含むセラミックスの発熱抵抗体と、 該発熱抵抗体で囲まれた貫通する内側空間として形成さ
れ、かつ、溶融接合前および溶融接合後の、少なくとも
一対の光ファイバーのそれぞれの一部分を挿脱自在に収
容する加熱室と、 外部の電源にそれぞれ接続して前記発熱抵抗体に通電を
行うために該発熱抵抗体にそれぞれ設けられた一対の電
極と を具えることを特徴とする光ファイバーの溶融接合のた
めの加熱炉。
(8) A ceramic heating resistor containing zirconium oxide (ZrO_2) as a main component and an oxide for stabilizing and lowering the resistance of the zirconium oxide, and a penetrating inner space surrounded by the heating resistor. a heating chamber configured to removably accommodate a portion of each of the at least one pair of optical fibers before and after fusion bonding; and a heating chamber that is connected to an external power source to energize the heating resistor. 1. A heating furnace for melting and bonding optical fibers, comprising a pair of electrodes respectively provided on the heating resistor.
(9)加熱室を構成する内側空間は、溶融接合前および
溶融接合後の一対の光ファイバーのそれぞれの一部分を
当該内側空間に対して挿脱するための間隙を介して発熱
抵抗体の外側空間と連通してなることを特徴とする請求
項8に記載の光ファイバーの溶融接合のための加熱炉。
(9) The inner space constituting the heating chamber connects to the outer space of the heat generating resistor through a gap for inserting and removing a portion of the pair of optical fibers before and after melt bonding into the inner space. 9. The heating furnace for melting and joining optical fibers according to claim 8, wherein the heating furnace is in communication with each other.
(10)発熱抵抗体は、内側空間の貫通方向に沿った中
心部付近を取り囲む部分の肉厚を、当該内側空間の両出
入口側を取り囲む部分の肉厚よりも薄く形成したことを
特徴とする請求項8又は9に記載の光ファイバーの溶融
接合のための加熱炉。
(10) The heating resistor is characterized in that the thickness of the portion surrounding the central portion along the penetrating direction of the inner space is thinner than the thickness of the portion surrounding both the entrance and exit sides of the inner space. A heating furnace for melting and joining optical fibers according to claim 8 or 9.
(11)発熱抵抗体の、内側空間の貫通方向に沿った両
出入口側を取り囲むそれぞれの部分の外周に電極をそれ
ぞれ設けたことを特徴とする請求項8〜10のいずれか
一項に記載の光ファイバーの溶融接合のための加熱炉。
(11) The heating resistor according to any one of claims 8 to 10, characterized in that electrodes are provided on the outer periphery of each portion surrounding both the entrance and exit sides along the penetrating direction of the inner space. Heating furnace for melting and joining optical fibers.
(12)一対の電極を白金族元素で形成したことを特徴
とする請求項8〜11のいずれか一項に記載の先ファイ
バーの溶融接合のための加熱炉。
(12) The heating furnace for melt-joining tip fibers according to any one of claims 8 to 11, wherein the pair of electrodes is made of a platinum group element.
(13)発熱抵抗体の外周囲の一部分にわたって一対の
電極を橋絡する予備加熱用抵抗体を具えることを特徴と
する請求項8〜12のいずれか一項に記載の光ファイバ
ーの溶融接合のための加熱炉。
(13) The optical fiber fusion bonding method according to any one of claims 8 to 12, further comprising a preheating resistor bridging the pair of electrodes over a part of the outer periphery of the heating resistor. Furnace for.
(14)予備加熱用抵抗体を貴金属合金材料を以って構
成したことを特徴とする請求項13に記載の光ファイバ
ーの溶融接合のための加熱炉。
(14) The heating furnace for melting and joining optical fibers according to claim 13, wherein the preheating resistor is made of a noble metal alloy material.
(15)貴金属合金材料は、白金(Pt)と、イリジウ
ム(Ir)、ロジウム(Ro)およびルビジウム(Ru
)の群から選ばれた一種または二種以上の貴金属とした
ことを特徴とする請求項14に記載の光ファイバーの溶
融接合のための加熱炉。
(15) Precious metal alloy materials include platinum (Pt), iridium (Ir), rhodium (Ro), and rubidium (Ru).
15. The heating furnace for melting and joining optical fibers according to claim 14, characterized in that one or more noble metals selected from the group of:
(16)貴金属合金材料は、白金(Pt)を80〜70
重量%とし、イリジウム(Ir)を20〜30重量%と
してなることを特徴とする請求項14に記載の光ファイ
バーの溶融接合のための加熱炉。
(16) Precious metal alloy material contains platinum (Pt) at 80 to 70%
15. The heating furnace for melting and joining optical fibers according to claim 14, wherein the heating furnace contains 20 to 30% by weight of iridium (Ir).
(17)予備加熱用抵抗体をメッシュ状、グリッド状ま
たはガーゼ状の抵抗体としたことを特徴とする請求項1
3〜16のいずれか一項に記載の光ファイバーの溶融接
合のための加熱炉。
(17) Claim 1 characterized in that the preheating resistor is a mesh-like, grid-like, or gauze-like resistor.
17. A heating furnace for melting and joining optical fibers according to any one of 3 to 16.
(18)発熱抵抗体の酸化物を酸化イットリウム(Y_
2O_3)、酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシ
ウム(MgO)および希土類酸化物の群から選ばれた一
種又は二種以上の酸化物としたことを特徴とする請求項
8に記載の光ファイバーの溶融接合のための加熱炉。
(18) Yttrium oxide (Y_
2O_3), calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), and one or more oxides selected from the group of rare earth oxides. Furnace for.
(19)発熱抵抗体は、酸化ジルコニウムと20モル%
以下の酸化物とを含むことを特徴とする請求項8に記載
の光ファイバーの溶融接合のための加熱炉。
(19) The heating resistor contains zirconium oxide and 20 mol%
The heating furnace for melting and joining optical fibers according to claim 8, characterized in that it contains the following oxides.
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