JPH0329733B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 内付CVD法による石英系光フアイバ母材を製
造する際に使用する、バーナの位置決め装置に関
し、 位置決め作業が容易で、且つ高精度の光フアイ
バ母材製造用バーナの位置決め装置を提供するこ
とを目的とし、 複数のバーナを備え、内付CVD法により光フ
アイバ母材を製造するガラス旋盤において、該バ
ーナの火口に着脱自在に嵌着する栓部、及び該栓
部の軸心が延伸した棒状の目盛り部よりなるスケ
ールと、数段の段円周面を有し、最大の段円周面
の外径が該光フアイバ母材の素材の石英管の外径
よりも小さい階段状円柱棒とを備え、該階段状円
柱棒は、該石英管を回転駆動するチヤツクに着脱
自在にチヤツクされるものであり、該スケール
は、それぞれの該バーナに挿着し、該階段状円柱
棒の選択した該段円周面に該目盛り部を外接し、
外接点と該バーナの先端面との距離を測定するも
のである構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、内付CVD法による石英系光フアイ
バ母材を製造する際に使用する、バーナの位置決
め装置に関する。

石英系光フアイバ母材の製造方法としては、内
付CVD法が広く使用されている。

この内付CVD法とは、ガラスの原料である、
四塩化シリコン、四塩化ゲルマニユウム、オキシ
塩化燐等の原料ガスを酸素と共に、加熱された石
英管内に送込み、石英管内で熱酸化反応を起こし
て、クラツドとなる石英管よりも屈折率の大きい
コアとなるガラス層を、石英管の内壁面に堆積合
成する方法である。

第１図は内付CVD法の構成図である。

第１図において、２は光フアイバのクラツドを
形成する、例えば外径が20mm又は25mm、肉厚が
1.7mm前後、長さ1000mmの細長い中空の石英管で
ある。

石英管２の両端にはそれぞれ、石英管２をガラ
ス旋盤１０に装着して回転させるためのサポート
管（例えば外径35mm、内径30mm、長さ400mmの細
長い中空石英管）が融着されている。この２つの
サポート管のうち、ガラス旋盤１０の回転するチ
ヤツク１１に支持される方が投入側サポート管２
Ａ、サポーター１２に支持される他方が、排気側
サポート管２Ｂである。

一方、投入側サポート管２Ａの端末を絞り、回
転ジヨイントを介してガス供給装置１５に連結
し、コア層の原料である上述の原料ガス及び酸素
をガス供給装置１５に蓄え、切り換えバルブを介
してこれらのガスを選択し、石英管２の内部に供
給するようになつている。

３は、ガラス旋盤１０のベツド上を往復運動す
る往復台１３上に配置されたバーナ（酸水素バー
ナ）であつて、ベツド上を石英管２の軸心に平行
して、往復運動する如く構成され、石英管２を
1300℃〜1500℃に加熱し、原料ガスに石英管２内
で熱酸化反応を起こさせるものである。

なお、石英管２を所望の高温度に加熱するため
に、第２図に図示したように石英管２を中心とし
た円弧上に、４個のバーナ３１，３２，３３，３
４を配設している。

また、それぞれのバーナ３１，３２，３３，３
４は、取付け角度及び石英管２との距離を調整し
得る構成となつている。

上述の装置を使用して光フアイバ母材を製造す
るには、ガラス旋盤１０を駆動してチヤツク１１
を回転することで石英管２を回転しながら、ガス
供給装置１５より原料ガスを石英管２内に送風す
るとともに、バーナ３に往復運動を与えて、石英
管２を一様に加熱して、石英管２の内壁にコア堆
積層２０を生成させる。

なお、バーナ３の１回の前進により、厚さ50μ
ｍ程度のコア膜が堆積されるので、堆積層が所望
の厚さ（例えば0.5mm）に達するまで、バーナ３
を繰り返えして往復駆動させている。

コア堆積層２０が所望の層厚になつた後に、原
料ガスの供給を停止し、バーナ３の火口を石英管
２に近づけるか、或い酸素及び水素の噴出圧を強
くして、バーナ３の火炎の火力を増加し、石英管
２を1600℃前後に加熱し軟化させ、表面張力の作
用で中空の石英管２を中実化して外径が13mm前後
の光フアイバ母材としている。

その後、この光フアイバ母材を線引き装置に装
着して、2000℃以上に加熱し、線引きすることに
より、所望の線径の光フアイバにしている。

ここで留意すべきことは、石英管２を加熱する
際に、石英管２の円周面が均一の高温度に加熱さ
れていないと、石英管２の内壁に堆積されるコア
堆積層２０が不均一となる。

したがつて、線引きして得られる光フアイバの
コアの真円度が低下する。

また、光フアイバ母材を加熱して中実化する際
に、光フアイバ母材の円周面が均一の高温度に加
熱されていないと、中実化された光フアイバ母材
が偏平となり、線引きして得られる光フアイバの
外径の真円度が低下する。

このようなことになると光フアイバの伝送特性
が著しく劣化する。

したがつて、内付CVD法においては、石英管
を均一に加熱することが要求されている。

〔従来の技術〕

従来は石英管及び光フアイバ母材を均一に加熱
するために、バーナ先端面から石英管までの距離
をスケールを用いて測定し、その距離が等しくな
るように、対称する一対のバーナの位置を調整し
ている。

また、目視により、バーナの軸心が石英管の中
心を指向するように、バーナの角度を調整してい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上述のように従来は、目視により
バーナの取付角度を調整しているので、取付角度
の精度が劣る。

このことに起因して、石英管の外周面に投射し
た状態での、それぞれのバーナ３の火炎の火力に
むらが発生し、均一に加熱されないという問題点
があつた。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもの
で、位置決め作業が容易で、且つ高精度の光フア
イバ母材製造用バーナの位置決め装置を提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、複数の
バーナ３１，３２，３３，３４を備え、内付
CVD法により光フアイバ母材を製造するガラス
旋盤において、バーナ３１，３２，３３，３４の
火口に着脱自在に嵌着する栓部５Ａと、栓部５Ａ
の軸心が延伸した棒状の目盛り部５Ｂよりなるス
ケール５を設ける。

一方、数段の段円周面４１，４２，４３，４４
を有し、最大の段円周面４４の外径が光フアイバ
母材の素材の石英管２の外径よりも小さい階段状
円柱棒４を設ける。

この階段状円柱棒４は、石英管２を回転駆動す
るチヤツク１１に着脱自在にチヤツクし得るもの
とする。

またスケール５は、それぞれのバーナ３１，３
２，３３，３４に挿着し、階段状円柱棒４の選択
した段円周面に目盛り部５Ｂを外接させてバーナ
の方向を位置決めするとともに、その状態で外接
点とバーナの先端面との距離を測定するものであ
る。

〔作用〕

第５図に図示したように、両端の対称位置に配
設したバーナ３１とバーナ３４のそれぞれの火口
に、スケール５の栓部５Ａを嵌入し、バーナの取
付角を調整して目盛り部５Ｂを小径の段円周面４
１に外接させる。

次にバーナ３１，３４の突出長を調整して、バ
ーナ３１の先端面と外接点間の距離と、バーナ３
４の先端面と外接点間の距離を等しくする。

また、内側の対称位置に配設したバーナ３２と
バーナ３３のそれぞれの火口に、栓部５Ａを嵌入
しバーナの取付角を調整して、目盛り部５Ｂを先
に選択した段円周面よりも大きい外径の段円周面
４２に外接させ、バーナ３２，３３の突出長を調
整して、バーナ３２の先端面と外接点間の距離
と、バーナ３３の先端面と外接点間の距離を等し
くする。

上述のようにすることで、対称した一対のバー
ナ３１，３４の取付角度、及び石英管との距離が
等しくなり、他の対称した一対のバーナ３２，３
３、の取付角度、及び石英管との距離が等しくな
る。

そして隣接したバーナ３１と３２の火炎の火炎
軸が、石英管のほぼ外周面で交叉し、また、他の
隣接したバーナ３３と３４の火炎の火炎軸が、石
英管のほぼ外周面で交叉する。

上述のことにより、バーナ３１と３２の合成火
炎の火力と、バーナ３３，３４の合成火炎の火力
とが等しくなり、且つ石英管が回転しているの
で、その外周面が均一に加熱される。

〔実施例〕

以下図を参照しながら、本発明の具体的に説明
する。なお、全図を通じで同一符号は同一対象物
を示す。

第３図は本発明の階段状円柱棒の斜視図、第４
図はバーナにスケールを嵌着する分解斜視図、第
５図はバーナ位置調整を説明する正面図である。

第３図に図示したように、ステンレス鋼等より
なる階段状円柱棒４は、数段の段円周面４１，４
２，４３，４４を有し、最大の段円周面４４の外
径が光フアイバ母材の素材の石英管２の外径より
充分に小さくしてある。

そして階段状円柱棒４の裏端面の軸心に、ボス
を突出させてチヤツク（スクロールチヤツク等）
１１でチヤツクし得るようにしている。

この階段状円柱棒４は、石英管をガラス旋盤に
装着する前に、ガラス旋盤に装着してバーナの位
置決めするものであつて、チヤツク１１でボスを
締め付け固着すると階段状円柱棒４の軸心が、ガ
ラス旋盤に装着した状態での石英管の軸心に一致
する。

第４図に図示したように、ステンレス鋼等より
なるスケール５は、バーナ３の火口に着脱自在に
嵌着する栓部５Ａと、栓部５Ａの軸心が延伸した
棒状の目盛り部５Ｂとで構成されている。

なお、目盛り部５Ｂの目盛りは、栓部５Ａの目
盛り部５Ｂ側の端面を原点にしたものである。

上述のような階段状円柱棒４とスケール５とを
用いて、バーナの位置決めを実施するには、第５
図のようにする。

まず、両端の対称位置に配設したバーナ３１と
バーナ３４のそれぞれの火口に、スケール５の栓
部５Ａを嵌入し、栓部５Ａの端面とバーナの先端
面とを位置させる。

そして、バーナの取付角を調整して、目盛り部
５Ｂを小径の段円周面４１に外接させる。

次に、目盛り部５Ｂの外接点を見ながら、バー
ナ３１，３４の突出長を調整して、バーナ３１の
先端面と外接点間の距離と、バーナ３４の先端面
と外接点間の距離を等しくする。

上述のようにすることで、対称した一対のバー
ナ３１，３４の取付角度、及び階段状円柱棒４と
の距離が等しくなる。

また、内側の対称位置に配設したバーナ３２と
バーナ３３のそれぞれの火口に、スケール５の栓
部５Ａを嵌入し、栓部５Ａの端面とバーナの先端
面とを位置させる。

そして、バーナの取付角を調整して、目盛り部
５Ｂを先に選択した段円周面よりも大きい外径の
段円周面４２に外接させる。

次に、目盛り部５Ｂの外接点を見ながら、バー
ナ３２，３３の突出長を調整して、バーナ３２の
先端面と外接点間の距離と、バーナ３３の先端面
と外接点間の距離を等しくする。

上述のようにすることで、対称した一対のバー
ナ３２，３３、の取付角度、及び階段状円柱棒４
との距離が等しくなる。

上述のようにバーナ位置を調整した後に、階段
状円柱棒４を取外し、ガラス旋盤に石英管を搭載
し、光フアイバ母材を製造する。

この際、階段状円柱棒４の段円周面４１、段円
周面４２の外径寸法がそれぞれ石英管の外径より
小さいので、隣接したバーナ３１と３２の火炎の
火炎軸が、石英管のほぼ外周面で交叉する。

また、他の隣接したバーナ３３と３４の火炎の
火炎軸が、石英管のほぼ外周面で交叉する。

また、段円周面４１、段円周面４２の外径寸法
がそれぞれ石英管の外径より小さいので、隣接し
たバーナ３１と３２の火炎の火炎軸が、石英管の
ほぼ外周面で交叉する。

また、他の隣接したバーナ３３と３４の火炎の
火炎軸が、石英管のほぼ外周面で交叉する。

そして、この交叉点は石英管の中心に対して対
称の位置となる。

したがつて、バーナ３１と３２の合成火炎の火
力と、バーナ３３，３４の合成火炎の火力とが、
等しくなり、且つ石英管が回転しているので、そ
の外周面が均一に加熱される。

したがつて、石英管の内壁に堆積されるコア堆
積層が均一となり、光フアイバ母材を線引きして
得られる光フアイバのコアの真円度が向上する。

また、コア堆積層が形成された石英管を加熱し
て中実化する際に、円周面が均一の高温度に加熱
されるので、中実化された光フアイバ母材が偏平
とならることがない。よつて光フアイバ母材を線
引きして得られる光フアイバの外径の真円度が向
上し、光フアイバの伝送特性が向上する。

上述のような光フアイバ母材製造用バーナの位
置決め装置を使用することで、従来方法に較べ
て、光フアイバの外径の真円度が約27％向上し、
コアの真円度が約65％向上した。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、スケールをバー
ナの火口に嵌着し、スケールの目盛り部を階段状
円柱棒の段円周面に外接させるだけであるので、
バーナの位置決め作業が極めて簡単であり、且つ
位置決め精度が高精度である。

このことにより、光フアイバ母材を線引くして
得られる光フアイバのコアの真円度、及び外径の
真円度が向上し、光フアイバの伝送特性が向上す
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は内付CVD法の構成図、第２図は４連
式バーナの配置図、第３図は本発明の階段状円柱
棒の斜視図、第４図はバーナにスケールを嵌着す
る分解斜視図、第５図はバーナ位置調整を説明す
る正面図である。 図において、２は石英管、３，３１，３２，３
３，３４はバーナ、４は階段状円柱棒、４１，４
２，４３，４４は段円周面、５はスケール、５Ａ
は栓部、５Ｂは目盛り部、１０はガラス旋盤、１
１はチヤツク、１２はサポーター、１５はガス供
給装置をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のバーナ３１，３２、…を備え、内付
   CVD法により光フアイバ母材を製造するガラス
   旋盤において、 該バーナの火口に着脱自在に嵌着する栓部５
   Ａ、及び該栓部５Ａの軸心が延伸した棒状の目盛
   り部５Ｂよりなるスケール５と、 数段の段円周面４１，４２、…を有し、最大の
   段円周面の外径が該光フアイバ母材の素材の石英
   管２の外径よりも小さい階段状円柱棒４とを備
   え、 該階段状円柱棒４は、該石英管２を回転駆動す
   るチヤツク１１に着脱自在にチヤツクされるもの
   であり、 該スケール５は、それぞれの該バーナ３１，３
   ２…に挿着し、該階段状円柱棒４の選択した該段
   円周面４１，４２、…に該目盛り部５Ｂを外接し
   てバーナの方向を位置決めするとともに、外接点
   と該バーナ３の先端面との距離を測定するもので
   あることを特徴とする光フアイバ母材製造用バー
   ナの位置決め装置。