(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ用ガラス母材を延伸しつつ所望位置で切断する光ファイバ用ガラス母材の切断方法であって、
延伸後の前記光ファイバ用ガラス母材を延伸方向に連続的に加熱して前記光ファイバ用ガラス母材を構成するコアとクラッドとの間の歪を緩和させる加熱工程と、
加熱工程を終え、前記コアと前記クラッドとの間の歪が緩和された光ファイバ用ガラス母材をハサミ形状の切断手段を用いて切断する切断工程と、を有することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の切断方法。
【請求項２】
光ファイバ用ガラス母材を延伸しつつ所望位置で切断する光ファイバ用ガラス母材の切断装置であって、
延伸後の前記光ファイバ用ガラス母材を延伸方向に連続的に加熱し、前記光ファイバ用ガラス母材を構成するコアとクラッドとの間の歪を緩和させるための加熱手段と、
前記加熱手段に対して延伸方向の下流側に設けられた切断手段と、を備え、
前記切断手段は、２本の切断軸が互いに回動可能に構成されたハサミ形状の本体部と、
前記切断軸の先端側にそれぞれ設けられ、互いに当接可能に構成された切断刃とからなることを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ用ガラス母材の切断方法及び光ファイバ用ガラス母材の切断装置に係り、特に切断後において光ファイバ用ガラス母材を構成するコアとクラッドの境界に発生する割れを防止するための光ファイバ用ガラス母材の切断方法及び光ファイバ用ガラス母材の切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、光ファイバ用母材の製造方法においては、光ファイバ作製時に屈折率の高い石英系ガラスからなる棒状のコア用ガラス母材を出発部材とし、このコア用ガラス母材の周囲に火炎加水分解法や熱分解法で生成させた石英ガラス多孔質粒子（スート）を成長、堆積させることによってクラッド層を形成して光ファイバ用多孔質母材とする。次いで、石英ガラス多孔質体を透明ガラス化するために、加熱炉中で多孔質ガラス母材を加熱処理して、焼結処理及び必要に応じて脱水処理を行い、光ファイバ用母材を得る。
【０００３】
ここで、石英ガラス多孔質体を形成する方法としては、例えば、種棒の先端にスートを堆積させて鉛直方向に成長させるＶＡＤ法、該ＶＡＤ法等によって形成させた石英ガラス多孔質体を透明ガラス化した後、得られたガラス母材を必要に応じて延伸してから、その外周上にスートを堆積させるＯＶＤ法（外付け法）等が例示できる。
【０００４】
ＶＡＤ法などで製造された太い径の光ファイバ母材は加熱延伸され、所望する細い径のガラス母材に加工される（延伸加工）。このガラス母材の加熱延伸は、例えば、図３に図示するようなガラス母材延伸加工装置１００によって行われる。すなわち、まず石英系のガラス母材１０を、カーボン炉などの加熱炉２内に配置し、ガラス母材１０の下端部をその軟化点温度以上の温度に加熱し、ガラス母材１０の下端部を鉛直方向に下向きに図示しない延伸部によって引っ張って、所定の外径の太さに延伸する。そして、延伸後のガラス母材１１が所定の長さになったときに、これを切断手段１０４によって切断するものである。特許文献１には、左右一対の切断手段をガラス母材に同時に衝突させてガラス母材を切断する方法及び装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−８３８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記したような方法で作製された延伸後のガラス母材には、コアとクラッドとの間に、コアとクラッドの屈折率の差に起因する歪が発生することが知られている。この歪は、延伸によって更に大きくなり、この延伸後のガラス母材を切断した場合、歪が開放されることにより、コアとクラッドの境界に図４に示すような割れ１４が発生してしまう。割れ１４は、切断面１２ａ上におけるコア１３とクラッド１２の境界からクラッド１２の内部を外方に向けて、傘状に発生することが多い。特に、延伸後のガラス母材の外形が太くなることによって、あるいはコアの屈折率が高く、コアとクラッド間の歪が大きくなることによって、より割れが発生しやすくなる。このように割れ１４が発生したガラス母材は、廃棄されることとなるため、歩留まりを低下せしめることとなる不都合があった。
【０００７】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、切断後にガラス母材を構成するコアとクラッドの境界に発生する割れを防止することを可能にするガラス母材の切断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に対し、本発明の以下の手段により解決を図る。
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、光ファイバ用ガラス母材を延伸しつつ所望位置で切断する光ファイバ用ガラス母材の切断方法であって、延伸後の光ファイバ用ガラス母材を加熱して前記光ファイバ用ガラス母材を構成するコアとクラッドとの間の歪を緩和させる加熱工程と、加熱工程を終え、前記コアと前記クラッドとの間の歪が緩和された光ファイバ用ガラス母材をハサミ形状の切断手段を用いて切断する切断工程と、を有することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の切断方法である。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る発明は、ガラス母材を延伸しつつ所望位置で切断するガラス母材の切断装置であって、延伸後のガラス母材を加熱し、ガラス母材を構成するコアとクラッドとの間の歪を緩和させるための加熱手段と、前記加熱手段に対して延伸方向の下流側に設けられた切断手段と、を備え、前記切断手段は、２本の切断軸が互いに回動可能に構成されたハサミ形状の本体部と、前記切断軸の先端側にそれぞれ設けられ、互いに当接可能に構成された切断刃とからなることを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の切断装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のガラス母材の切断方法によれば、加熱工程において、延伸後のガラス母材を構成するコアとクラッドとの間の歪を緩和させた後で切断を行うため、コアとクラッドの境界が起点となってクラッド内部を外方に向けて発生する割れを防止することができるという効果が得られる。
また、本発明のガラス母材の切断方法によれば、切断手段として、ハサミ形状の切断手段を採用したことによって、ガラス母材の切断面をより平坦化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のガラス母材切断方法を説明する概略構成図である。
【図２】本発明のガラス母材切断方法に用いられる切断手段を示す図である。
【図３】従来のガラス母材切断方法を説明する概略構成図である。
【図４】ガラス母材を切断した際に発生する割れを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のガラス母材の切断方法を実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明のガラス母材の切断方法を用いた延伸加工装置を模式的に示す概略構成図である。また、図２は、本発明の切断手段４を延伸方向に沿う方向から見た図である。
本発明のガラス母材の延伸加工装置１は、ガラス母材１０を該ガラス母材の歪点以上の温度に加熱する電気炉等の加熱炉２と、この加熱炉２内に収容配置されて歪点以上の温度に加熱されたガラス母材１０を鉛直方向下方に引っ張って延伸し、延伸後のガラス母材１１とする延伸部（図示せず）と、この延伸後のガラス母材１１を再加熱するための加熱手段３と、再加熱された延伸後のガラス母材１１を切断するための切断手段４とから構成されている。
【００１３】
カーボン炉等の加熱炉２によって溶融されたガラス母材１０は、延伸されることによって、φ５０ｍｍの延伸後のガラス母材１１に加工される。本発明は、この延伸後のガラス母材１１の切断方法に関するものであり、その特徴は、構成手段として、加熱手段と切断手段を順に備えていることである。
【００１４】
加熱手段２としては、延伸後のガラス母材１１を約１０００℃まで加熱可能なバーナー、例えば酸水素バーナーが用いられる。酸水素バーナーには、図示しない供給手段から酸素ガス、及び水素ガスが供給され、酸水素火炎３ａを延伸後のガラス母材１１に当てることによって、ガラス母材１１を約１０００℃まで加熱することが可能である。加熱手段３としては、上述した酸水素バーナーに限らず、延伸後のガラス母材１１を約１０００℃まで加熱することができるものであればよく、アセチレンバーナー等も採用することができる。
【００１５】
次に、本発明の切断手段４について、図２を参照して説明する。切断手段４は、支点を軸に回動可能に構成された一対の切断軸６と、切断軸６の先端側に取り付けられた切断刃５とから構成され、ハサミ形状をなしている。本発明の切断装置４は、ハサミ形状の切断手段４を用いることを特徴としている。
【００１６】
切断手段４を構成する切断軸６は、図示しない動力源によってハサミのように回動可能に構成されている。切断軸６が回動することによって、切断軸６の先端側に取り付けられた切断刃５が当接する方向に移動する構成となっている。
また、回動する速度は速いほど好ましく、十分な速度で延伸後のガラス母材１１に切断刃５を切り込ませることによって、より延伸後のガラス母材１１の切断面を平坦にすることができる。例えば、バネ力等を利用して衝撃力を高めるとなお好適である。
【００１７】
切断刃５としては、ダイヤモンドからなるカッター形状の刃を用いることができるが、これに限ることなく、例えば、焼入炭素鋼等、延伸後のガラス母材の切断に適したものであれば好適に用いることができる。
また、切断刃５は、ネジによって切断軸６に取り付けられているため、取り外しが可能である。切断刃５は、その先端が、延伸後のガラス母材１１に当接するように切断軸６に取り付けられている。また、切断刃５は、切断された延伸後のガラス母材１１の端面が平坦かつ延伸後のガラス母材１１の長手方向に垂直となるように、２本の切断軸６によって形成される面が、延伸後のガラス母材１１の長手方向に垂直となるように設置される。
【００１８】
なお、切断手段４は、上述したようなハサミ形状に限ることはなく、加熱された延伸後のガラス母材１１を瞬間的に切断することができる切断手段を採用することができる。例えば、長手方向が平行になるように設置したカッターを、その先端が当接するように移動させることによって、切断する機構等を採用することができる。
【００１９】
加熱手段３と切断手段４との距離は、本実施形態においては、約２００ｍｍである。また、延伸する速度は約１００ｍｍ／分である。よって、加熱手段３を通過した箇所が切断手段４の位置に到達するまでの時間は約２分である。その間、加熱された箇所の温度は、２００℃程度低下する。つまり、延伸後のガラス母材１１の加熱された箇所の温度は、切断手段４に切断される際は、約８００℃となる。
【００２０】
加熱手段３と切断手段４との距離は、延伸加工装置１の装置構成に応じて適宜設定することができるが、延伸速度等を勘案して、切断する際に延伸後のガラス母材１１の温度が下がり過ぎないような配置を考慮する必要がある。
また、切断手段４は、切断軸６が開いた状態のときに、一対の切断軸６の間に延伸後のガラス母材１１が位置するように設置されている。
【００２１】
延伸後のガラス母材１１は、以下のような工程で製造される。
まず、石英系のガラス母材１０を加熱炉２内に収容配置する。次いで、ガラス母材１０の歪点温度以上の温度にガラス母材１０を加熱し、その下端部を鉛直方向に下方に引っ張るようにして、所定の外形太さ（本実施形態においては５０ｍｍ）に延伸する。延伸後のガラス母材１１は、まず、加熱手段３によって１０００℃前後まで加熱される。加熱された延伸後のガラス母材１１は、延伸方向の下流に移動し、所定の位置で切断手段４によって切断される。所定の長さに切断された延伸後のガラス母材１１は、取り出し手段によって取り出される。
ガラス母材１０は、引き続いて図示しない延伸部によって引っ張られており、所定距離延伸後のガラス母材１１が送られた後、所定位置で切断される。
【００２２】
ガラス母材は、コアとクラッドとの屈折率の差により、コアとクラッドとの間にせん断歪が発生している。延伸によって、この歪はさらに大きくなる。本発明の切断方法では、加熱手段３によって、この歪を緩和することができる。歪を緩和した後に、延伸後のガラス母材１１を切断することによって、コアとクラッドの境界から発生する割れを防ぐことができる。
【００２３】
また、切断手段４として、ハサミ形状の切断手段を採用したことによって、切断面が延伸後のガラス母材１１の長手方向と略直角をなすように形成される。言い換えると、切断後の延伸後のガラス母材１１の端面の平坦性が良好となる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、屈折率のことなるコアとクラッドからなる光ファイバの切断に適用可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１…延伸加工装置、２…加熱炉、３…加熱手段、４…切断手段、５…切断刃、６…切断軸、１０…ガラス母材、１１…延伸後のガラス母材、１２…クラッド、１３…コア、１４…割れ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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