JPH1067532A - 光ファイバのプリフォームの繊維化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繊維化の間中、特に繊維化尖端部の直径がプ
リフォームの直径よりも小さい時、繊維化チャンバの上
部の気密性をし、製造される光ファイバに性能の低下を
もたらさない光ファイバの繊維化装置を提供する。 【解決手段】 一方の端部にプリフォームの直径以下の
直径の尖端部（３）を有するガラス材料製の光ファイバ
のプリフォーム（２）を繊維化する装置は、プリフォー
ム（２）とともに移動し、尖端部（３）がチャンバ（１
１）内に入る時、チャンバ（１１）の上部（１１Ａ）が
外部から隔離されたままであるようにする気密手段
（５、６）を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバのプリフ
ォームの繊維化装置に関し、より詳細には、ガラス材の
プリフォームがその端部の一つに尖端部を具備するよう
な装置に関する。繊維化尖端部と呼ばれるこの尖端部は
通常、プリフォームとなるガラス材よりも品質が劣るガ
ラス材でできている。尖端部はプリフォーム自体を損傷
させないようにするために、プリフォームを繊維化装置
内に維持するのに使われる。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、この種の繊維化装置は、 − 下端が自由であって上端が尖端部に接続されている
プリフォームを尖端部を介して垂直に維持する手段と、 − プリフォームを下方向に垂直に移動させ、繊維化の
ために上部に開口部を有する繊維化装置のチャンバ内に
プリフォームの下端を入れ前進させる手段であって、プ
リフォームが開口部内にある時このチャンバがその上部
において外部から隔離される手段と、 − 少なくとも、プリフォームになるガラス材の繊維化
温度に等しい温度までこのチャンバを加熱し、チャンバ
内をプリフォームが移動するに従いプリフォームを繊維
化する手段とを含む。

【０００３】これらの装置においては、外部環境によっ
て繊維化チャンバの内部が擾乱されないようにすること
がきわめて重要である。特に、チャンバの外部環境が繊
維化温度（通常２０００℃程度）よりもはるかに低い温
度であることによる熱的擾乱などの擾乱は、製造される
光ファイバの直径のばらつきを生じる。また、シールの
不良により万一空気が流入した場合、これらの擾乱によ
り繊維化装置の加熱手段が損傷することもある。

【０００４】従って、プリフォームが入るチャンバの上
部において、外部環境から繊維化チャンバの内部を保護
することがきわめて重要である。光ファイバが出てゆく
チャンバの下部は、繊維化チャンバの内部における制御
された圧力により気密性をもたらす小径オリフィスから
成る。

【０００５】繊維化チャンバの上部を外部環境の擾乱か
ら保護するための第一の周知の解決方法は、チャンバの
上部の開口部に一定直径のシールを配設するものであ
る。

【０００６】繊維化尖端部がプリフォームの直径よりも
小さな直径を有する時にはこのようなシールでは充分で
はないことがわかる。実際、繊維化の終了時、未繊維化
のプリフォームの部分は非常に短く、その結果、繊維化
チャンバの上部の開口部内に前進するのは尖端部であ
る。この場合、前記の有害な結果をともない、外部環境
に対する繊維化チャンバの気密性を確保することはでき
ない。

【０００７】その場合、繊維化チャンバの上部の開口部
内に配設されたシールが開口部内を尖端部が通過する際
もその役割を果たし続けるように、プリフォームの直径
と同一の直径を有する繊維化尖端部を使用することも考
えられよう。しかしながらこの解決方法は幾つもの理由
から、満足のいくものではない。

【０００８】第一に、上記のプリフォームの直径より小
さい直径の尖端部は、製造時、特にプラズマ電荷の段階
時にプリフォームを維持するのに使われる尖端部である
という長所を有する。繊維化のためにプリフォームの直
径と同一の直径の尖端部を使おうとする場合、最初の尖
端部をカッタで切り、新しい尖端部を溶接しなければな
らない。このため作業が増え、従って光ファイバの製造
効率が低下する。さらにこれらの作業はプリフォームの
表面を汚し、その結果プリフォームを破断させるおそれ
がある。

【０００９】また、プリフォームの直径と同一の直径の
尖端部の使用はコスト高である。なぜならこのような尖
端部は、直径が小さい尖端部よりも多くの材料の使用を
必要とするからである。

【００１０】最後に、あるプリフォームと別のプリフォ
ームとでは厳密には直径は同一でないことから、各プリ
フォームについてその直径を測定し、同一の直径の尖端
部を切削する必要があるが、これは周知のように非常に
コスト高である。

【００１１】繊維化チャンバの上部において気密性を維
持するために行われる別の解決方法は、この上部に、下
部が繊維化チャンバの上部と接触し、上部が、プリフォ
ームの直径よりも小さい直径の尖端部の直径部にシール
を具備する容器を設置することである。

【００１２】この解決方法の問題は、現在のところプリ
フォームが８０ｃｍ〜１ｍ程度と長く、繊維化チャンバ
内の繊維化チャンバの上部の開口部から約２５ｃｍ下側
で繊維化温度に達することから、繊維化の間中気密性を
維持するために、少なくともプリフォームの長さに等し
い比較的大きな高さを有する容器を使用しなければなら
ないという点にある。また、そのためには、少なくとも
容器の長さに等しい長さの尖端部を使用し、繊維化作業
の間中、プリフォームを維持し移動できるようにする必
要がある。

【００１３】このために繊維化装置の寸法が増加する。
さらに容器自体も高価であり、繊維化尖端部−プリフォ
ームアセンブリの長さにより、繊維化中、アセンブリの
振動が見られる。この振動により、製造される光ファイ
バの直径の変動が生じ、その結果、光ファイバの性能の
低下が生じる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、繊維化の間中、特に繊維化尖端部の直径がプリフォ
ームの直径よりも小さい時、繊維化チャンバの上部の気
密性が確保され、製造される光ファイバに性能の低下を
もたらさない繊維化装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的のため本発明
は、端部のうちの一つにおいてプリフォームの直径以下
の直径の尖端部を有するガラス材料製の光ファイバのプ
リフォームを繊維化する装置であって、 − 前記装置内に設置された前記プリフォームが自由下
端と、前記尖端部が接続される上端とを含むように、前
記尖端部を介して前記プリフォームをほぼ垂直に維持す
る手段と、 − 繊維化のために上部に開口部を有するチャンバ内に
プリフォームの下端を入れ前進させるために、前記プリ
フォームを下方向にほぼ垂直に移動させる手段であっ
て、前記プリフォームが前記開口部内にある時、前記チ
ャンバの上部が外部から隔離される手段と、 − 前記チャンバ内を前記プリフォームが移動するに従
いプリフォームを繊維化するように、少なくとも、前記
ガラス材の繊維化温度に等しい温度まで前記チャンバを
加熱する手段とを含み、前記プリフォームとともに移動
し、前記尖端部が前記チャンバ内に入る時、前記チャン
バの上部を外部から隔離されたままにするような気密手
段を、前記プリフォームと前記尖端部との接合部分に具
備することを特徴とする装置を提供する。

【００１６】本発明によれば、気密手段がプリフォーム
とともに移動することから、気密手段が、先行技術によ
る装置のうちの幾つかにおいて使われている容器の長さ
ほどの長さを有する必要はない。従って尖端部もこのよ
うな長さを有さず、その結果装置のコストがより低く、
振動の問題が起きない。

【００１７】本発明によれば、プリフォームが繊維化チ
ャンバの上部の開口部内にある時にこの上部における気
密性を維持すること、ならびに尖端部が繊維化チャンバ
内に入った時に気密性を維持することという二つの特性
を組み合せることにより、このような気密手段を使用す
ることができる。

【００１８】従って本発明により、繊維化の間中、繊維
化チャンバの上部において気密性を維持し、先行技術に
よる解決方法の振動の問題を起こさないようにながら、
プリフォームの直径と同じ直径の尖端部を使用しないよ
うにすることができる。

【００１９】特に有利な実施の形態によれば、前記気密
手段は、尖端部とプリフォームとの間の接合部を囲む容
器を含み、該容器は、その下部がチャンバの上部と接触
する瞬間までプリフォームとともに移動することがで
き、さらに、該容器が前記チャンバの上部と接触してい
る時、外部に対するこのチャンバの気密性を確保する手
段を上部に具備する。

【００２０】本発明の他の特徴および長所は、本発明に
よる装置の実施形態の非限定的例として示した以下の説
明において明らかになろう。

【００２１】

【発明の実施の形態】全ての図において、共通な要素は
同じ参照番号を有する。

【００２２】図１から図３に、直径が４０〜１００ｍｍ
であって、一方の端部２Ａに例えば３０ｍｍ程度と自分
の直径より小さな直径のガラス材料製の繊維化尖端部３
を具備する、ガラス材料製の光ファイバのプリフォーム
２の繊維化用の本発明による繊維化装置１を示す。プリ
フォーム２の他方の端部２Ｂは自由端である。

【００２３】装置１は、プリフォーム２の端部２Ａが装
置１内で上端を構成し、プリフォーム２の自由端２Ｂが
装置１内で下端を構成するように、尖端部３を介してプ
リフォーム２を垂直に維持するチャック１０を含む。チ
ャック１０は、維持されるプリフォーム２に、装置１の
内部の軸Ｘに沿って下向きの、図１に示す矢印Ｆの方向
への移動運動を与えるのにも用いられる。

【００２４】装置１はさらに、プリフォーム２の移動時
にプリフォームを通過させる開口部１２を上部１１Ａに
含む円筒形繊維化チャンバ１１を含み、この開口部１２
は、プリフォーム２の移動方向に沿って存在し、特にデ
ンマーク特許出願４００６８３９号に記載の例えばグラ
ファイトフェルトから成るシール１３を具備する。シー
ル１３は、プリフォーム２が開口部１２内に入り移動す
る時チャンバ１１の気密性を確保するようにプリフォー
ム２の直径にほぼ等しい直径を有する。

【００２５】チャンバ１１は、少なくとも、プリフォー
ム２となるガラス材の繊維化温度に等しい温度までこの
チャンバを加熱することができる調節された加熱手段１
４に囲まれる。従来の加熱手段１４についてはここでは
これ以上詳細には説明しないことにする。当業者であれ
ば加熱手段の選択を行うことができる。

【００２６】プリフォーム２はチャンバ１１内で少なく
とも繊維化温度に等しい温度まで加熱され、チャック１
０によって行われるプリフォームの移動に従いプリフォ
ームが光ファイバ４に繊維化される（図３を参照）。

【００２７】本発明によれば、プリフォーム２は、尖端
部３に接続されたその上端２Ａにおいて、尖端部に固定
されたシリカ製容器５を具備し、この容器５はプリフォ
ーム２および尖端部３を基準として固定されるが、プリ
フォーム２の移動時には、装置１に対してはプリフォー
ムおよび尖端部とともに可動である。容器５は、少なく
ともプリフォームの直径に等しい直径の下部５Ｂと、尖
端部３の直径にほぼ等しい直径の例えばグラファイトま
たはシリカ製のフェルトから成るシール６を具備する上
部５Ａとを有する。

【００２８】容器５は例えばシリカで製作することがで
きるが、より一般的には、プリフォーム２となるガラス
材の繊維化温度程度の高温に耐えるあらゆる耐火材料
で、なんらの変形を加えずまたはなんら冷却する必要も
なく製作することができる。これは例えばグラファイト
製であってもよい。また、プリフォーム２および尖端部
３の移動中これらを観察することができるように、容器
５は透明であるのが好ましい。

【００２９】容器５がチャンバ１１と接触するようにな
る時、容器５の下部５Ｂにより、チャンバ１１の上部１
１Ａの良好な気密性が確保されることが好ましい。この
ため、チャンバ１１の上部１１Ａと容器５の下部５Ｂの
双方について完全に平滑な表面状態を確保すること、あ
るいは、例えばフェルトまたはグラファイト紙製の、気
密性をもたらす中間ワッシャ（図示せず）を容器５に設
けることが可能である。

【００３０】本発明により、繊維化の開始時（図１を参
照のこと）、シール１３を具備する開口部１２内を移動
するのがプリフォーム２である時には、繊維化チャンバ
１１はシール１３により外部から隔離され、次に、繊維
化の終了時（図３を参照のこと）、開口部１２内に入り
移動するのが尖端部３である時には、容器５は、プリフ
ォーム２の移動中（図２を参照のこと）にあらかじめチ
ャンバ１１の上部１１Ａに接触し、チャンバは容器５お
よび該容器がその上部５Ａに具備するシール６により外
部から隔離される。

【００３１】従って、簡単且つ安価であり、得られた光
ファイバ４の性能の低下をきたさない手段により、繊維
化の間中ずっと気密性及び液密性が維持される。

【００３２】尖端部３と接合する位置におけるプリフォ
ーム２の端部２Ａの周囲に、単数または複数のシリカ製
またはグラファイト製の追加シール７を配置することが
できる（図４を参照）。シール７はプリフォーム２とと
もに移動し、容器５の下部５Ｂがチャンバ１１と接触す
るようになると、このチェンバの上部１１Ａを押圧する
ようになる。

【００３３】これらの追加シールにより、シール１３の
不良時に二重の気密性を確保し、容器５内への周囲の気
体の流入体積を減らすことができることから、ファイバ
上の欠点の可能性が少なくなる。

【００３４】また、各気密領域（シール６、シール１
３）では、気密性を強化する目的から、グラファイト製
フェルトとシリカ製フェルトとを常に組み合わせるのが
好ましい。事実、グラファイト製シールはシリカ製シー
ルよりもすぐれた気密性及び液密性を提供する。シリカ
製シールは受ける温度に対しよりすぐれた熱的強度を有
する。

【００３５】勿論、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではない。

【００３６】特に、グラファイトまたはシリカ以外の使
用に適し、好ましくは熱的均衡と気密性とを同時に保ち
続けることができるあらゆる材料で、種々のシールを製
作することができる。

【００３７】最後に、本発明の範囲から逸脱することな
くあらゆる手段を同等の手段に替えることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】繊維化の開始時に種々の要素が占める位置にお
ける本発明による繊維化装置の略図である。

【図２】繊維化の途中に種々の要素が占める位置におけ
る本発明による繊維化装置の略図である。

【図３】繊維化の終了時に種々の要素が占める位置にお
ける本発明による繊維化装置の略図である。

【図４】図３の部分IVの部分断面図である。

【符号の説明】

１ 装置 ２ プリフォーム ２Ａ 上端 ２Ｂ 自由下端 ３ 尖端部 ５ 容器 ５Ａ 上部 ６ 気密手段 ７ 追加シール １０ チャック（プリフォームを垂直に維持し移動させ
る手段） １１ チャンバ １１Ａ 上部 １２ 開口部 １３ 耐火材のシール １４ チャンバを加熱する手段 Ｆ 下方向 Ｘ 軸

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の端部にプリフォームの直径以下の
   直径の尖端部（３）を有するガラス材料製の光ファイバ
   のプリフォーム（２）を繊維化する装置であって、 前記装置（１）内に設置された前記プリフォーム（２）
   が、自由下端（２Ｂ）と、前記尖端部（３）が接続され
   る上端（２Ａ）とを含むように、前記尖端部（３）を介
   して前記プリフォーム（２）をほぼ垂直に維持する手段
   （１０）と、繊維化のために上部（１１Ａ）に開口部
   （１２）を有するチャンバ（１１）内にプリフォームの
   下端（２Ｂ）を入れ前進させるために、前記プリフォー
   ム（２）を下方向（Ｆ）にほぼ垂直に移動させる手段
   （１０）であって、前記プリフォーム（２）が前記開口
   部（１２）内にある時、前記チャンバ（１１）の上部
   （１１Ａ）が外部から隔離される手段と、 前記チャンバ（１１）内を前記プリフォーム（２）が移
   動するに従いプリフォームを繊維化するように、少なく
   とも、前記ガラス材の繊維化温度に等しい温度まで前記
   チャンバ（１１）を加熱する手段（１４）とを含み、 前記プリフォーム（２）とともに移動し、前記尖端部
   （３）が前記チャンバ（１１）内に入る時、前記チャン
   バ（１１）の上部（１１Ａ）が外部から隔離されたまま
   にするような気密手段（５、６）を、前記プリフォーム
   （２）と前記尖端部（３）との接合部分に具備すること
   を特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記気密手段が、前記尖端部（３）と前
   記プリフォーム（２）との間の接合部を囲む容器（５）
   を含み、前記容器（５）が、その下部（５Ｂ）が前記チ
   ャンバ（１１）の上部（１１Ａ）と接触する瞬間まで前
   記プリフォーム（２）とともに移動することができ、さ
   らに、前記容器（５）が前記チャンバ（１１）の上部
   （１１Ａ）と接触している時、外部に対するこのチャン
   バの気密性を確保する手段（６）を上部（５Ａ）に具備
   することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記容器（５）が、前記ガラス材料の繊
   維化温度程度の高温に耐える材料からなることを特徴と
   する請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記容器（５）がシリカおよびグラファ
   イトのうちから選択された素材でできていることを特徴
   とする請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記チャンバ（１１）の上部（１１Ａ）
   と接触するようになる前記容器（５）の下部（５Ｂ）
   が、外部に対する前記チャンバ（１１）の上部（１１
   Ａ）の気密性を確保することを特徴とする請求項２から
   ４のいずれか一項に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記容器（５）の上部（５Ａ）の気密性
   および前記チャンバ（１１）の上部（１１Ａ）の気密性
   が、耐火材のシール（１３、６）により確保されること
   を特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の装
   置。
7. 【請求項７】 前記シール（１３、６）がグラファイト
   および／またはシリカ製のフェルトを含むことを特徴と
   する請求項６に記載の装置。