JPH11349344A - 光ファイバ用母材の製造方法及び製造装置 - Google Patents

光ファイバ用母材の製造方法及び製造装置

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JPH11349344A
JPH11349344A JP15400498A JP15400498A JPH11349344A JP H11349344 A JPH11349344 A JP H11349344A JP 15400498 A JP15400498 A JP 15400498A JP 15400498 A JP15400498 A JP 15400498A JP H11349344 A JPH11349344 A JP H11349344A
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Yuichi Oga
裕一 大賀
Motonori Nakamura
元宣 中村
Tatsuhiko Saito
達彦 齋藤
Tomohiro Ishihara
朋浩 石原
Taku Yamazaki
卓 山崎
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外付け用出発ロッドの作製と外付けを同一の
反応装置で実施し、出発ロッドの振れ回り抑制と出発ロ
ッド作製設備の省略を目的とするものである。 【解決手段】 上部チャックに把持された支持棒に上部
ダミー棒をつり下げ、その状態で芯を出すか、ガラスロ
ッド加工用上部酸水素バーナで上部ダミー棒の芯出しを
する第1の工程、下部チャックに下部ダミー棒を介して
出発ロッドを把持し出発ロッドの芯出しをする第2の工
程、上部ダミー棒と出発ロッドを溶着する第3の工程、
チャックをつかみかえることなく、ガラス微粒子を堆積
させる第4の工程からなり、第1の工程と第2の工程の
順序は任意とすることを特徴とする光ファイバ用母材の
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、SiO2 を主成分
とする酸化物の外周にSiO2 を主成分とするガラス微
粒子を付着、堆積させる光ファイバ用母材の製造方法及
びその製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバの製法の一つとして、光ファ
イバのコア部のみからなるロッド又はコア部とクラッド
の一部を含むロッドを出発ロッドとして、回転する該出
発ロッドの外周に、バーナの火炎中に気体のガラス原料
を導入して、該ガラス原料の加水分解反応あるいは酸化
反応により生成したガラス微粒子を堆積させて外径を次
第に大きくし、所定量のガラス微粒子が堆積されると堆
積を停止し、得られたガラスロッドと多孔質ガラス体か
らなる複合母材を加熱焼結して透明ガラス化しプリフォ
ームを製造する方法がある(特開昭48−73522号
公報)。また、出発ロッドの片端からガラス微粒子を合
成し始め、ガラスロッドの軸方向にガラスロッドを引き
上げながらガラスロッドと多孔質ガラス体からなる複合
母材を製造する方法も知られている(特公平5−834
99号公報)。
【0003】また、図2(a)に示す構成によりコアロ
ッドの片端に種棒を溶着、接続し、他端にはダミー棒を
溶着、接続し図2(b)の出発コアロッドを得、図3に
示される装置によりこの出発ロッドの外周に多孔質ガラ
ス体を合成し複合母材を得た後、複合母材を焼結炉で加
熱、透明ガラス化してプリフォームとする方法が知られ
ており(特開平10−81535号公報)、更に縦型で
出発ロッド外周にガラス微粒子を堆積させる装置でバー
ナをターゲットの長手方向に沿ってトラバースさせるト
ラバース機構をターゲットとバーナとを収容する反応室
から独立したトラバース機構収容室に設けた光ファイバ
母材製造装置が提案されている(特開平10−7222
9号公報)。
【0004】従来、外付けの出発ロッドは、横型旋盤で
作製していたが、大型化(長尺化)に伴いロッドが撓
む、片端でロッドを支持したときに破損するといった問
題が生じてきた。この問題を解決するため、ロッド作製
を縦型旋盤で行う方法が実用化された。作製された出発
ロッドは、次工程であるガラス微粒子堆積工程(外付
け)に負荷される。しかしながら、ガラス微粒子堆積装
置に出発ロッドをセッティングすると中心軸の芯が出て
いないという問題が生じていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
においては、作製した出発ロッドは、ガラス微粒子堆積
装置のチャックに直接把持させるか、チャックに備えら
れた支持棒下部(嵌合部と称する)にピンを介して接続
/係合する方法が、一般的であった。出発ロッドの芯が
出ない原因は、出発ロッド先端の接続部(把持部)の精
度が十分でないこと、設備によってチャックの精度にバ
ラツキがあることが考えられる。芯の出ていないロッド
は、酸水素バーナなどで局所的にロッドを加熱し、屈曲
させて、先端の芯を出すようにしていた。しかしなが
ら、近年ロッドが長尺化(全長2〜3m)してきたこと
により、芯出し(振れ回っている出発ロッドをバーナで
局所加熱し、振れ回りを抑えること)すら困難な状況に
なってきた。
【0006】本発明は上記従来技術の問題点を解消する
ため鋭意努力した結果開発されたもので、外付け用出発
ロッドの作製と外付けを同一の反応装置で実施し、出発
ロッドの振れ回り抑制と出発ロッド作製設備の省略を目
的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の各
発明と実施態様により達成することができる。 (1)出発ロッドを作製後、同一装置内で該出発ロッド
外周にガラス微粒子を堆積させることを特徴とする光フ
ァイバ用母材の製造方法、(2)上部チャックに把持さ
れた支持棒に上部ダミー棒をつり下げ、その状態で芯を
出すか、ガラスロッド加工用上部酸水素バーナで上部ダ
ミー棒の芯出しをする第1の工程、下部チャックに下部
ダミー棒を介して出発ロッドを把持し出発ロッドの芯出
しをする第2の工程、上部ダミー棒と出発ロッドを溶着
する第3の工程、チャックをつかみかえることなく、ガ
ラス微粒子を堆積させる第4の工程からなり、第1の工
程と第2の工程の順序は任意とすることを特徴とする光
ファイバ用母材の製造方法、(3)ガラス微粒子堆積装
置で出発ロッドの作製を行うようにした光ファイバ用母
材製造装置、(4)ガラス微粒子合成用バーナとロッド
作製用バーナを備えた上記(3)に記載の光ファイバ用
母材製造装置、
【0008】(5)ロッド作製用バーナを水平方向に移
動可能としたことを特徴とする上記(3)又は(4)に
記載の光ファイバ用母材製造装置、(6)チャックには
支持棒を把持し、その下端に出発ロッドを接続してなる
上記(3)〜(5)のいずれかに記載の光ファイバ用母
材製造装置及び(7)ガラス微粒子合成用バーナが配置
された反応容器の上部に上部チャックとガラスロッド加
工用上部酸水素バーナを、下部に下部チャックとガラス
ロッド加工用下部酸水素バーナを備えたことを特徴とす
る光ファイバ母材製造装置。
【0009】上記方法(1)では、同一の装置を用いて
出発ロッドの作製とガラス微粒子の堆積(スス付け)を
行うので長尺出発ロッドの芯出しが不要となり、ロッド
作製のための余分の装置を省略することができ、光ファ
イバの偏芯特性を向上できる。上記方法(2)による
と、ダミー棒の芯出しと出発ロッドの芯出しを任意の順
位で行い、ダミー棒と出発ロッドの溶着を行い、そのま
まガラス微粒子の堆積をするから、出発ロッドの振れ回
りを抑制することができ、偏芯特性に優れた長尺/大型
母材を得ることができる。上記装置(3)は、出発ロッ
ドの作製をガラス微粒子堆積装置で行うので出発ロッド
の芯出しが不要となり、長尺ロッドの振れ回りを抑制す
ることができる。加えて装置を一本化できるのでロッド
作製のための設備を省略できコストの低減につながる。
【0010】上記装置(4)では、ロッド作製のための
専用バーナを備えることでロッドの作製を効率的に行う
ことができる。上記装置(5)では、ガラス微粒子堆積
時にロッド作製用専用バーナを退避させるのでガラス微
粒子の堆積をロッド作製に影響されることなく実施する
ことができる。上記装置(6)では、ガラス微粒子堆積
装置に支持棒を設けることにより出発ロッドの全長を低
減することができ、しかもチャックにかかる熱負荷を軽
減できる。上記装置(7)によると、特に下部に配置さ
れた酸水素バーナにより振れ回りの修正を行い、修正が
完了したロッドは上部に移動し、上部のダミー棒と溶
着、接続することができるので出発ロッド作製の設備を
省略できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を添付の図
面に沿って具体的に説明する。図1(a)は、本発明に
より出発ロッドを作製するための装置の一具体化例を示
す概念図であり、図1(b)は同一装置を用いてガラス
微粒子堆積を行う態様を示す概念図である。図2
(a)、(b)は、従来のロッド作製とガラス微粒子堆
積のための装置の例を示す概念図である。
【0012】図1(a)を参照して出発ロッドの作製方
法を説明する。この装置は、ガラス微粒子を合成する中
央反応容器5の上部11、下部12にロッド作製用酸水
素バーナ群8、8’を配置して構成される。これらのバ
ーナ群8、8’は、従来横型の酸水素旋盤で用いられて
いたものを縦型に配置させればよい。またロッド作製を
終了したならば、反応容器5から退避させるため、バー
ナ群8、8’は水平移動機構を備えたブロックに固定さ
れている。反応容器5の上部11と下部12は、分割型
で構成され、酸水素バーナ8、8’の移動に伴い上下に
移動できる機構を備えている。また正面が扉で開閉でき
るようにしている。
【0013】まず、ガラス微粒子堆積装置部の上部チャ
ック3に把持された支持棒7下端にダミー棒10を接続
する。接続はピンを介して支持棒7とダミー棒10を係
合させる嵌合構造で行った。下端のチャック4には、ハ
ンドクレーン、台車などで搬送されたコアを含む石英ガ
ラス等の出発ロッドを把持させる。把持した状態で振れ
回りを確認し、振れ回っている場合(回転中心軸と出発
ロッド中心軸が一致しない場合)は、下部に配置された
酸水素バーナ8’により、振れ回りの修正を行う。修正
は、回転中心軸が屈曲している位置に酸水素バーナの火
炎があたるようにし、そこを局所的に加熱して、ガラス
が軟化してきたらその上部を修正治具であてがい、回転
中心軸が出発ロッド中心軸と一致するようにする。
【0014】修正が完了したロッド1は、上部に移動
し、上部のダミー棒10と溶着、接続する(A,B)。
この場合は、上部の酸水素バーナ群8を使用し、両端部
を加熱溶着する。溶着後、溶着部が平坦になるよう適宜
治具を用いて、平滑化処理を行う。以上の操作により、
振れ回りのない出発ロッドを作製できる。
【0015】次に図1(b)を参照して、ガラス微粒子
堆積の方法を説明する。上下の酸水素バーナ群8、8’
を後退させ、上部と下部の反応容器11、12を中央反
応容器5に接続する。ガラス微粒子堆積用酸水素バーナ
を点火し、バーナ9を往復移動させて出発ロッド1の表
面を火炎研磨する。火炎研磨とは、ガラス表面の異物を
吹き飛ばし、ロッドを清浄化させることである。続い
て、ガラス微粒子堆積用酸水素バーナ9に原料(SiC
4 等)を供給してガラス微粒子を合成し、バーナ9を
往復移動させながら出発ロッド外周にガラス微粒子を付
着、堆積させる。所定の重量まで堆積が完了したら、堆
積を停止する。重量測定器は、支持棒を把持するチャッ
クに内蔵されている。
【0016】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが本発明をこれにより限定するものではない。 (実施例1)図1(a)、(b)に示される装置を用
い、上記と同様にして全長2.5m、直径35mmの出
発ロッドを作製し、その周囲に外径250mm、長さ1
500mmのガラス微粒子を堆積させた複合母材を作製
した。この母材を公知の焼結方法により、透明ガラス化
し外径135mm、長さ1400mmの光ファイバ用ガ
ラス母材を得た。この母材を外径60mmに延伸し長さ
1m毎に分割して、両端部を研削加工した。加工した母
材は、片端をダミー棒と接続し、表面を火炎研磨して、
線引用プリフォームとした。該プリフォームは、公知の
線引炉にて光ファイバに紡糸し特性を評価した。偏芯特
性を常法に従って測定したところ全長0.2μm以下
(平均値0.1μm)と良好であった。他の伝送特性に
ついても良好な特性が得られた。
【0017】(比較例1)縦型旋盤を利用し、従来の方
法で長さ2.5m、直径35mmの出発ロッドを作製し
た。この出発ロッドの外周に図2に示す設備構成で、ガ
ラス微粒子を付着堆積し、外径250mm、長さ150
0mmのガラス微粒子を堆積させた複合母材を作製し
た。この母材を公知の焼結方法により、透明ガラス化し
外径135mm、長さ1400mmの光ファイバ用ガラ
ス母材を得た。この母材を外径60mmに延伸し長さ1
m毎に分割して、両端部を研削加工した。加工した母材
は、片端をダミー棒と接続し、表面を火炎研磨して、線
引用プリフォームとした該プリフォームは、公知の線引
炉にて光ファイバに紡糸し特性を評価した。伝送特性に
ついては、良好な特性が得られたが、偏芯特性は0.4
〜0.8μm(平均値0.6μm)と劣化していた。
【0018】以上本発明の効果をバーナを移動させてガ
ラス微粒子を付着堆積させる多層付け法(OVD法)に
よる実施例で説明したが、バーナを固定し、母材を往復
させながら、ガラス微粒子を積層させることも可能であ
る。また、VAD法に適用してもよい。
【0019】
【発明の効果】本発明によると、外付け用出発ロッドの
作製と外付けを同一の反応装置で実施し、出発ロッドの
振れ回りを抑制することができるので、出発ロッド作製
用設備を省略でき製造設備全体のコスト低減をはかれる
と共に光ファイバの偏芯特性に優れた長尺/大型母材を
得ることができる。特に、支持棒をチャックに把持させ
る方法は、出発ロッド全長を短尺化できること、酸水素
バーナによる熱の影響(チャックが熱を持つ)を回避で
きること、の利点を有するので効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明により出発ロッドを作製
するための装置の一具体化例を示す概念図であり、図1
(b)は同一装置を用いてガラス微粒子堆積を行う態様
を示す概念図である。
【図2】図2(a)は従来法による出発コアロッドを作
製するための装置の概念図、図2(b)は得られた出発
コアロッドを示す外観図。
【図3】図3は従来法によるガラス微粒子堆積を行う装
置の概念図である。
【符号の説明】
1:出発ロッド 2:多孔質母材 3:チャック 4:チャック 5:反応容器 6:排気管 7:支持棒 8,8’:酸水素バーナ 9:微粒子合成用バーナ 10:ダミー棒 11:反応容器上部 12:反応容器下部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 朋浩 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 山崎 卓 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出発ロッドを作製後、同一装置内で該出
    発ロッド外周にガラス微粒子を堆積させることを特徴と
    する光ファイバ用母材の製造方法。
  2. 【請求項2】 上部チャックに把持された支持棒に上部
    ダミー棒をつり下げ、その状態で芯を出すか、ガラスロ
    ッド加工用上部酸水素バーナで上部ダミー棒の芯出しを
    する第1の工程、 下部チャックに下部ダミー棒を介して出発ロッドを把持
    し出発ロッドの芯出しをする第2の工程、 上部ダミー棒と出発ロッドを溶着する第3の工程、 チャックをつかみかえることなく、ガラス微粒子を堆積
    させる第4の工程からなり、第1の工程と第2の工程の
    順序は任意とすることを特徴とする光ファイバ用母材の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 ガラス微粒子堆積装置で出発ロッドの作
    製を行うようにした光ファイバ用母材製造装置。
  4. 【請求項4】 ガラス微粒子合成用バーナとロッド作製
    用バーナを備えた請求項3に記載された光ファイバ用母
    材製造装置。
  5. 【請求項5】 ロッド作製用バーナを水平方向に移動可
    能としたことを特徴とする請求項3又は4に記載された
    光ファイバ用母材製造装置。
  6. 【請求項6】 チャックには支持棒を把持し、その下端
    に出発ロッドを接続してなる請求項3〜5のいずれかに
    記載の光ファイバ用母材製造装置。
  7. 【請求項7】 ガラス微粒子合成用バーナが配置された
    反応容器の上部に上部チャックとガラスロッド加工用上
    部酸水素バーナを、下部に下部チャックとガラスロッド
    加工用下部酸水素バーナを備えたことを特徴とする光フ
    ァイバ母材製造装置。
JP15400498A 1998-06-03 1998-06-03 光ファイバ用母材の製造方法及び製造装置 Pending JPH11349344A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011246319A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Sumitomo Electric Ind Ltd ガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法及びガラス微粒子堆積体の製造方法
CN113735433A (zh) * 2018-08-08 2021-12-03 杭州富通通信技术股份有限公司 一种用于光纤制造的熔接设备

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