JPH062601B2 - 光フアイバ母材の自動延伸装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、光ファイバ母材の自動延伸装置に関する。

(ロ)従来の技術とその問題点 光ファイバ母材は、外径を均一化したり、あるいは、石
英パイプ内に挿入したりするために、光ファイバ母材を
引き伸ばして細径化することが必要となる。特に、光フ
ァイバ母材の外径が不均一であると、それが光ファイバ
の寸法精度に影響を与える。つまり、光ファイバ母材の
外径を予め均一にしておかないと、製品化された光ファ
イバの伝送特性が悪化するなどの不具合を生じる。

そのため、従来は回転引張手段で光ファイバ母材全体を
回転しつつその軸線方向に沿って張力を加える一方、光
ファイバ母材の引張方向に沿ってバーナ等の加熱手段を
移動させながらその一部を加熱して光ファイバ母材を引
き伸ばすようにしている。この場合、光ファイバ母材引
き伸ばし後の外径の不均一を回避するために、光ファイ
バ母材の外径を外径測定器で測定し、その測定値に基づ
いて光ファイバ母材の引張速度等を制御する延伸装置が
提案されている（例えば、特開昭５６−４５８４３号公
報および特開昭５６−９２３１号公報参照）。

ところで、この種の装置に付設される外径測定器は、通
常、光ファイバ母材の引き伸ばし途中あるいは直後の外
径を測定するため、加熱手段の移動と同時にその後方を
平行移動させている。このため、従来では、加熱手段の
支持台上に外径測定器を固定し、一体で移動させてい
た。

しかしながら、このように加熱手段と外径測定器を一体
で移動させていたために、光ファイバ母材の延伸は、バ
ーナを同じ方向に送りながら実施され、バーナの右行
き、左行きとでそれぞれ往復で連続的に延伸を行なうこ
とができなかった。このため、２回目の延伸を行なうに
は、バーナを元のスタート位置まで戻さねばならず、ま
た、元の位置に戻したとき、ガラスが軟化点に達するま
である時間予熱することが必要となるなど、制御が複雑
化し、時間もかかるという難点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、加熱手段を往復動させるだけで外径測定器が自動的
に追従するようにして、簡単な装置で精度良く往復方向
で光ファイバの自動延伸を可能とすることを目的とす
る。

(ハ)問題点を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、光ファイバ母材
を回転しつつその軸線方向に沿って張力を加える回転引
張手段と、前記光ファイバ母材の外径を測定する外径測
定器と、前記光ファイバ母材を加熱する加熱手段とを備
えた光ファイバ母材の自動延伸装置において、 前記加熱手段は、前記光ファイバ母材の軸線方向に沿っ
て摺動可能に設けられた支持台に固定され、この支持台
に支持台駆動用の駆動手段が接続され、また、前記外径
測定器はこの外径測定器を保持するフレームに固定さ
れ、このフレームは前記支持台の摺動方向と同方向で、
かつ、支持台に対して相対移動可能に設けられる一方、
前記加熱手段の移動方向の変化に応答して前記外径測定
器と加熱手段との相対位置を変化させる変位手段を備え
て自動延伸装置が構成されている。

(ニ)作用 本発明では、加熱手段の移動方向が変化するターンの際
に、変位手段によって外径測定器を取り付けたフレーム
が加熱手段を取り付けた支持台に対して相対的に移動し
て、加熱手段の後方に外径測定器が位置される。そし
て、ターン後は、支持台の移動とともにフレームも支持
台と一体的に同一方向に移動する。つまり、加熱手段を
往復動させる際に、外径測定器が常に加熱手段の後方に
位置した状態で追従することになるので、加熱手段で加
熱されて引き伸ばされる途中あるいは直後の光ファイバ
母材の外径が外径測定器で測定される。

このため、常に光ファイバ母材に対して適性な引張速
度、加熱速度および加熱温度が与えられることになり、
光ファイバ母材の外径を均一に延伸できるようになる。

(ホ)実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。

実施例１ 第１図は、本実施例に係る自動延伸装置の構成図であ
る。この自動延伸装置１は、光ファイバ母材２を自動的
に細径化するもので、回転引張手段３、加熱手段４、外
径測定器５ａ、５ｂおよび演算制御部７を主体として構
成される。

回転引張手段３は、光ファイバ母材２を回転させつつそ
の軸線方向に沿って張力を加えるもので、対向配置され
た固定主軸台３ａと移動主軸台３ｂとを備えている。そ
して、これら主軸台３ａ、３ｂのそれぞれに光ファイバ
母材２を把持して同期回転する回転チャック３ｃ、３ｄ
が設けられている。また、移動主軸台３ｂ側には、ねじ
軸３ｅが設けられるとともに、該ねじ軸の軸端には主軸
台駆動用モータ３ｆが取付けられていて、該モータ３ｆ
の駆動により移動主軸台３ｂが図中右方向に移動され
る。

加熱手段４は、光ファイバ母材２を加熱して延伸するも
ので、本例ではバーナからなり、支持台６に固定されて
いて、ガス供給装置８を介してガスの供給を受けること
により光ファイバ母材２を加熱する。そして、この支持
台６は、光ファイバ母材２の軸線方向に沿って並行配置
された２本の支持台案内部材１０ａ、１０ｂに摺動可能
に取り付けられている。さらに、この支持台６は、支持
台駆動用モータ１２に取り付けられたねじ軸１４に螺合
されており、該モータ１２の駆動により支持台６が左右
方向に移動される。

外径測定器５ａ、５ｂは、光ファイバ母材２の加熱され
た直後の外径を測定するもので、本例ではレーザ外径測
定器が適用される。そして、この外径測定器５ａ、５ｂ
は、前記支持台案内部材１０ａ、１０ｂに摺動自在に取
り付けられたフレーム１６に固定されている。このフレ
ーム１６は、外径測定器支持部材１６ａ、１６ｂと、こ
の外径測定器支持部材１６ａ、１６ｂを連結する連結部
材１６ｃ、１６ｄとで支持台６を囲繞している。

１７は変位手段であり、この変位手段１７は、フレーム
１６に支持台６との取付部１８ａ、１８ｂを設けるとと
もに、フレーム１６内に支持台６をその移動方向に対し
て所定の間隔Ｄを存して配置されて構成されている。

演算制御部７は、大径の光ファイバ母材２を延伸して細
径化する際の自動制御を行うもので、マイコン等からな
り、光ファイバ母材２を把持する回転引張手段３の引張
速度を制御する。また、外径測定器５の測定値信号に基
づいてガス供給装置４ｂのガス供給量を増減し、バーナ
４の熱量を調節するとともに、バーナ４を往復動させる
支持台駆動用モータ４ｆの回転数を微調節し、バーナ４
の光ファイバ２に対する送り速度を制御する。

次に、光ファイバ母材２を延伸する場合の動作について
説明する。

まず、光ファイバ母材２の両端を固定主軸台３ａと移動
主軸台３ｂの各回転チャック３ｃ、３ｄで把持し、該各
回転チャックを光ファイバ母材２とともに回転させる。
この状態でバーナ４を点火し、光ファイバ母材２を加熱
する。これに併行して主軸台駆動用モータ３ｆを回転
し、移動主軸台３ｂを図において右側へ移動させる。こ
れにより、光ファイバ母材２は、バーナ４で加熱された
部分が順次局部的に引き伸ばされる。

続いて、支持台駆動用モータ１２を回転駆動させ、支持
台６を図中左方に移動させる。このとき、フレーム１６
の当接部１８ａに支持台６の左側部６ａが当接し、フレ
ーム１６は支持台６に押圧された状態で支持台案内部材
１０ａ、１０ｂ上を摺動し左方向に平行移動する。これ
により、外径測定器５は、バーナ４から数mm後方に位置
することになり、バーナ４で加熱された直後の光ファイ
バ母材２の外径を測定しつつ、その測定値信号を順次演
算制御部７に送出する。演算制御部は、目標とする外径
の設定値と前記測定値とを演算処理して偏差を求め、こ
の偏差に基づく制御信号を前記回転引張手段３の主軸台
駆動用モータ３ｆに与えるとともに、ガス供給装置８お
よび支持台駆動用モータ１２にそれぞれ与える。これに
より、回転引張手段３の引張速度、バーナ４の火力、バ
ーナ４の光ファイバ母材２の軸線方向の送り速度および
外径測定器５ａ、５ｂの送り速度が制御されて、光ファ
イバ母材２が右端から順次引き伸ばされる。

そして、バーナ４および外径測定器５ａ、５ｂが所定距
離移動すると、次に支持台駆動用モータ１２が前記と逆
方向に回転駆動され、支持台６を図中右方に移動させ
る。続いて、支持台６が前記間隙Ｄだけ移動すると、そ
の右側側部６ｂがフレーム１６の図中右側の当接部１８
ｂに当接してフレーム１６が押圧される。これにより、
外径測定器５ａ、５ｂは、バーナ４から数mm後方に位置
した状態で加熱手段４に追従することになり、前記と同
様バーナ４で加熱され引き伸ばされた直後の光ファイバ
母材２の外径が測定される。

このように、光ファイバ母材２の自動延伸に必要なバー
ナ４による往復加熱を行う場合、支持台駆動用モータ１
２を駆動制御するだけで、外径測定器５ａ、５ｂがバー
ナ４の後方を常に追従することになるので、加熱手段で
加熱されて引き伸ばされる途中あるいは直後の光ファイ
バ母材の外径が外径測定器で測定され、したがって、局
部的なくびれの発生を未然に防止した自動延伸を行うこ
とができる。

実施例２ 第２図は、この実施例の自動延伸装置の構成図であり、
第１図と対応する部分には同一の符号を付している。

この実施例の自動延伸装置の特徴は、支持台６上に２つ
のフレーム案内部材２０ａ，２０ｂが支持台案内部材１
０ａ、１０ｂと平行に並設され、このフレーム案内部材
２０ａ、２０ｂにフレーム２２が摺動自在に取り付けら
れ、このフレーム２２に外径測定器５ａ、５ｂが固定さ
れている。さらに、支持台６上には、フレーム２２を駆
動する駆動手段としてのフレーム駆動用モータ２４が設
けられ、このモータ２４に取り付けられたねじ軸２６に
フレーム２２が螺合されている。そして、変位手段２８
は、支持台６上に設けたフレーム２２とこのフレーム２
２を駆動するフレーム駆動用モータ２４とから構成され
る。なお、３０はフレーム２２の左右の位置決め用のリ
ミットスイッチであって、このリミットスイッチ３０に
よりフレーム駆動用モータ２４の回転が停止される。そ
の他の構成は、第１図のものと同様である。

この実施例の自動延伸装置では、バーナ４の移動方向が
変化するターンの際に、変位手段２８によってフレーム
２２が支持台６に対して相対的に移動される。たとえ
ば、支持台６が図中左行きから右行きに変化する場合に
は、その方向変化の信号が演算制御部７に入力されるの
で、このとき、演算制御部７はフレーム駆動用モータ２
４を駆動してフレーム２２を図中左方向に移動させる。
フレーム２２が所定の距離移動すると、リミットスイッ
チ３０が働いてその移動量が検出されるので、演算制御
部７はその検出信号に応答してフレーム駆動用モータ２
４の回転を停止させる。これにより、右方向に移動する
バーナ４の後方に外径測定器が位置される。そして、タ
ーン後は、支持台６の移動するとフレーム２２が支持台
６と一体的に同一方向に移動される。

このように、この実施例の装置においても、加熱手段４
を往復動させる際に、外径測定器５ａ、５ｂが常に加熱
手段４の後方に位置した状態で追従することになるの
で、加熱手段４で加熱されて引き伸ばされる途中あるい
は直後の光ファイバ母材２の外径が外径測定器５ａ、５
ｂで測定される。

(ヘ)効果 以上のように本発明によれば、加熱手段を往復動させる
際に、外径測定器が常に加熱手段の後方に位置した状態
で追従するので、常時適正な位置で光ファイバ母材の外
径測定を行うことができるようになる。このため簡単な
装置で往復方向の延伸を行なうことができ、一方の延伸
の延伸の場合に比べて制御が容易になるとともに、延伸
時間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る光ファイバ母材の自動延
伸装置の平面図、第２図は他の実施例を示す光ファイバ
母材の自動延伸装置の平面図である。 １…光ファイバ母材の自動延伸装置、２…光ファイバ母
材、３…回転引張手段、４…加熱手段、５ａ、５ｂ…外
径測定器、６…支持台、７…演算制御部、１６、２２…
フレーム、１７、２８…変位手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバ母材を回転しつつその軸線方向
   に沿って張力を加える回転引張手段と、前記光ファイバ
   母材の外径を測定する外径測定器と、前記光ファイバ母
   材を加熱する加熱手段とを備えた光ファイバ母材の自動
   延伸装置において、 前記加熱手段は、前記光ファイバ母材の軸線方向に沿っ
   て摺動可能に設けられた支持台に固定され、この支持台
   に支持台駆動用の駆動手段が接続され、また、前記外径
   測定器はこの外径測定器を保持するフレームに固定さ
   れ、このフレームは前記支持台の摺動方向と同方向で、
   かつ、支持台に対して相対移動可能に設けられる一方、
   前記加熱手段の移動方向の変化に応答して前記外径測定
   器と加熱手段との相対位置を変化させる変位手段を備え
   ていることを特徴とする光ファイバ母材の自動延伸装
   置。
2. 【請求項２】前記変位手段は、フレーム内に支持台をそ
   の移動方向に対して所定の間隔を存して配置して構成さ
   れているものである特許請求の範囲第１項に記載の光フ
   ァイバ母材の自動延伸装置。
3. 【請求項３】前記変位手段は、支持台上にフレームとこ
   のフレームを駆動する駆動手段とを設けて構成されてい
   るものである特許請求の範囲第１項に記載の光ファイバ
   母材の自動延伸装置。