(57)【要約】【課題】石英パイプの軸を常に加熱炉の軸に一致させることが可能な光ファイバ母材の製造装置を提供する。【解決手段】円筒状の石英パイプ２２と石英パイプ２２の内部にその内壁から間隔をおいて位置付けられた円柱状の石英コアロッド２４とを長手方向に一緒に移動させると共に円筒状の加熱炉１５に順次送ることでそれらを加熱融着により一体化させて光ファイバ母材３０を製造する。石英パイプ２２の軸の加熱炉１５の軸からのずれを検知し、その石英パイプ２２の軸の加熱炉１５の軸からのずれを相殺してそれらの両軸を一致させるように石英パイプ２２を変位させる。【選択図】図１
2004277246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の石英パイプとその石英パイプの内部にその内壁から間隔をおいて位置付けられた円柱状の石英コアロッドとを加熱融着により一体化させる光ファイバ母材の製造装置であって、
石英パイプを保持すると共に保持した石英パイプの長手方向に移動可能に構成されたパイプ保持部と、
上記パイプ保持部が移動することにより石英パイプが順次送られる円筒状の加熱炉と、
上記パイプ保持部で保持された石英パイプの軸の上記加熱炉の軸からのずれを検知する軸ずれ検知手段と、を備えていることを特徴とする光ファイバ母材の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載された光ファイバ母材の製造装置において、上記パイプ保持部は、上記軸ずれ検知手段により検知された石英パイプの軸の上記加熱炉の軸からのずれを相殺してそれらの両軸を一致させるように石英パイプを変位させるパイプ変位手段を有していることを特徴とする光ファイバ母材の製造装置。
【請求項３】
円筒状の石英パイプと該石英パイプの内部にその内壁から間隔をおいて位置付けられた円柱状の石英コアロッドとを長手方向に一緒に移動させると共に円筒状の加熱炉に順次送ることでそれらを加熱融着により一体化させる光ファイバ母材の製造方法であって、
石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれを検知し、その石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれを相殺してそれらの両軸を一致させるように石英パイプを変位させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッドインチューブ法による光ファイバ母材の製造装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバは、通信を含むいろいろな分野で広く使用されている。かかる光ファイバは、円柱状の光ファイバ母材に加熱及び延伸する線引き加工を施すことにより製造される。そして、その光ファイバ母材は、例えば、ＭＣＶＤ（ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ    ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＯＶＤ（ｏｕｔｓｉｄｅ  ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＶＡＤ（ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ  ａｘｉａｌ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ロッドインチューブ法により製造される。
【０００３】
これらのうちロッドインチューブ法は、例えば、軸方向が鉛直方向となるように石英パイプをパイプ保持部で保持すると共に、石英パイプの内部にその内壁から間隔をおき且つその中心に位置付けられるように石英コアロッドをロッド保持部で保持し、パイプ保持部及びロッド保持部を下方に移動させることにより石英パイプ及び石英コアロッドを一緒に円筒状の加熱炉に順次送り、それらを加熱融着により一体化させることによって光ファイバ母材を製造するものである（例えば、下記特許文献１）。
【０００４】
ところで、石英パイプとして非常に重量の重いものを用いる場合がある。パイプ保持部は、かかる重量物である石英パイプを保持すると下向きに負荷を受けて撓みを生じる。しかも、その撓みは、パイプ保持部が固定されたものではなく上記のように移動手段を有しているものであるために比較的大きなものである。そのため、パイプ保持部で石英パイプを保持する最初の段階では、石英パイプの軸が加熱炉の軸に一致するようにパイプ保持部の調整が行われる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−４３３９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、石英パイプ及び石英コアロッドの一体化が進行すると、パイプ保持部に負荷される荷重は小さくなってパイプ保持部に生じる撓みも小さくなる。そうすると、石英パイプの軸が加熱炉の軸からずれ、石英コアロッドが石英パイプの中心に位置付けられなくなってしまい、それらを加熱融着させた際、石英パイプと石英コアロッドとの間のクリアランスの小さい部分から順にそれらが一体化することとなる。つまり、石英パイプが加熱炉の中心軸から外れるため、石英パイプに加わる熱量が周方向に不均一となり、石英コアロッドと一体化する前に石英パイプが偏肉してしまうのである。そして、製造された光ファイバ母材を線引き加工して得られる光ファイバはコアが偏心したものとなる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、石英パイプの軸を常に加熱炉の軸に一致させることが可能な光ファイバ母材の製造装置及び製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれを検知するようにしたものである。
【０００９】
具体的には、本発明の光ファイバ母材の製造装置は、円筒状の石英パイプとその石英パイプの内部にその内壁から間隔をおいて位置付けられた円柱状の石英コアロッドとを加熱融着により一体化させるものであって、
石英パイプを保持すると共に保持した石英パイプの長手方向に移動可能に構成されたパイプ保持部と、
上記パイプ保持部が移動することにより石英パイプが順次送られる円筒状の加熱炉と、
上記パイプ保持部で保持された石英パイプの軸の上記加熱炉の軸からのずれを検知する軸ずれ検知手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
石英パイプ及び石英コアロッドの一体化が進行すると、パイプ保持部に負荷される荷重は小さくなってパイプ保持部に生じる撓みも小さくなり、それによって石英パイプの軸が加熱炉の軸からずれることとなる。しかしながら、上記の構成によれば、軸ずれ検知手段を備えており、それによって石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれを検知できるので、その検知したずれに基づいて、そのずれを相殺してそれらの両軸を一致させるように手動で又は機械的に石英パイプを変位させることにより、石英パイプの軸を常に加熱炉の軸に一致させることができる。
【００１１】
ここで、軸ずれ検知手段としては、直接的に石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれを検知するものであっても、また、石英パイプの変位等を検知して間接的にその軸の加熱炉の軸からのずれを検知するものであってもよく、例えば、パイプ保持部に設けられた水準器や、パイプ保持部に設けられたターゲット又は石英パイプの外周面までの距離の変化を検知するレーザ変位計や、パイプ保持部の傾きを検出する角度検出器等を挙げることができる。
【００１２】
本発明の光ファイバ母材の製造装置は、上記パイプ保持部が、上記軸ずれ検知手段により検知された石英パイプの軸の上記加熱炉の軸からのずれを相殺してそれらの両軸を一致させるように石英パイプを変位させるパイプ変位手段を有しているものであってもよい。
【００１３】
軸ずれ検知手段によって石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれを客観的に検知できても、その石英パイプを手動で変位させていたのでは、人的要素が含まれることとなるため精確な矯正が困難となる。しかしながら、上記の構成によれば、パイプ変位手段を備えており、軸ずれ検知手段により石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれを客観的に検知すると共に、パイプ変位手段によってそのずれを相殺してそれらの両軸を一致させるように石英パイプを変位させるので、石英パイプの軸と加熱炉の軸とを精確に一致させることができる。
【００１４】
本発明の光ファイバ母材の製造方法は、円筒状の石英パイプと該石英パイプの内部にその内壁から間隔をおいて位置付けられた円柱状の石英コアロッドとを長手方向に一緒に移動させると共に円筒状の加熱炉に順次送ることでそれらを加熱融着により一体化させるものであって、
石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれを検知し、その石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれが相殺されてそれらの両軸が一致するように石英パイプを変位させることを特徴とする。
【００１５】
石英パイプ及び石英コアロッドの一体化が進行すると、パイプ保持部に負荷される荷重が小さくなってパイプ保持部に生じる撓みも小さくなり、それによって石英パイプの軸が加熱炉の軸からずれることとなる。しかしながら、上記のようにすれば、石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれを検知し、その検知したずれに基づいて、そのずれを相殺してそれらの両軸を一致させるように石英パイプを変位させるので、石英パイプの軸を常に加熱炉の軸に一致させることができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、石英パイプの軸の加熱炉の軸からのずれを検知し、その検知したずれに基づいて石英パイプを変位させることにより、石英パイプの軸を常に加熱炉の軸に一致させることができ、コアの偏心量の少ない光ファイバ母材を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１及び２は、本発明の実施形態に係る光ファイバ母材の製造装置１０を示す。
【００１９】
この光ファイバ母材の製造装置１０は、ロッドインチューブ法により光ファイバ母材３０を製造するものであって、具体的には、光ファイバにおいてクラッドとなる石英パイプ２２と、光ファイバにおいてコアとなる、又は、コア及びクラッドとなる石英コアロッド２４とを加熱融着により一体化延伸させて光ファイバ母材３０を製造するように構成されている。
【００２０】
ここで、石英パイプ２２は、例えば、ＯＶＤ法等によって製造されたものであって、外径φ１８０ｍｍ程度、内径φ５０ｍｍ程度、長さ２０００ｍｍ程度の円筒状のものが用いられる。この石英パイプ２２は、光ファイバ母材３０の製造の際には、その上端に外周に沿ってコの字溝２１ａが形成された上側ダミーパイプ２１及び下端に下側ダミーパイプ２３がそれぞれ融着される。石英パイプ２２に上側及び下側ダミーパイプ２１，２３を融着した全体は、総重量が１００〜２００ｋｇとなる。また、石英パイプ２２上端に融着される上側ダミーパイプ２１は、その上端に上端開口を閉止する閉止キャップ２５が取り付けられる。この閉止キャップ２５には、図示省略の真空ポンプが接続されており、この真空ポンプを駆動させることによって、石英パイプ２２の内部を減圧にすることができるようになっている。
【００２１】
石英コアロッド２４は、例えば、ＶＡＤ法によってガラス微粒子を堆積させたガラス微粒子堆積体を焼結して延伸したものや、ＭＣＶＤ法でクラッドパイプ内面にコアガラスを形成し中実化したものであって、外径φ４５〜５０ｍｍ程度、石英パイプ２２とほぼ同じ長さのものが用いられる。
【００２２】
この光ファイバ母材の製造装置１０は、垂直壁１１ａを有する支柱１１と、支柱１１の垂直壁１１ａに設けられたパイプ保持部１２と、支柱１１の垂直壁１１ａのパイプ保持部１２の上方に設けられたロッド保持部１４と、パイプ保持部１２の下方に設けられた加熱炉１５と、加熱炉１５の下方に設けられたローラ１６と、を備えている。なお、以下、支柱１１の垂直壁１１ａに対して平行な水平方向をＸ方向、支柱１１の垂直壁１１ａに対して垂直な方向をＹ方向、及び支柱１１の垂直壁１１ａに沿った鉛直方向をＺ方向とする。
【００２３】
パイプ保持部１２は、断面略Ｌ字状に形成されており、一方の面が略水平となるようにパイプ位置調整部１３を介して他方の面が支柱１１の垂直壁１１ａに取り付けられ、一方の面に形成された切り込み部に石英パイプ２２に融着した上側ダミーパイプ２１のコの字溝２１ａを嵌め入れて係止し、これによって石英パイプ２２を吊り下げ状態に保持するようになっている。パイプ保持部１２は、上記のように石英パイプ２２が重量物であるため、石英パイプ２２を保持した際には下向きに負荷を受けて撓みを生じる。
【００２４】
また、パイプ保持部１２は、パイプ位置調整部１３と共に支柱１１の垂直壁１１ａをＺ方向に移動可能に構成されている。
【００２５】
さらに、パイプ保持部１２は、パイプ位置調整部１３によりＸＹ平面内の移動及び保持した石英パイプ２２の軸方向変更が可能なように構成されている。すなわち、パイプ保持部１２はパイプ変位手段を構成している。なお、石英パイプ２２を最初に保持する際には、石英パイプ２２の軸が後述の加熱炉１５の軸に一致するように位置調整が行われる。
【００２６】
ロッド保持部１４は、一端が支柱１１の垂直壁１１ａに取り付けられた基端部１４ａで且つ他端が石英コアロッド２４の上端を把持する把持部１４ｂにより形成されており、把持部１４ｂが石英コアロッド２４の上端を把持し、これによってパイプ保持部１２で保持された石英パイプ２２の内部に石英コアロッド２４を吊り下げ状態に保持するようになっている。
【００２７】
また、このロッド保持部１４は、支柱１１の垂直壁１１ａをＺ方向に移動可能に構成されている。
【００２８】
さらに、ロッド保持部１４は、ＸＹ平面内の移動及び保持した石英コアロッド２４のロッド軸方向変更が可能なように構成されている。石英コアロッド２４を最初に保持する際には、石英パイプ２２の内壁から間隔をおき且つその中心に位置付けられるように位置調整が行われる。
【００２９】
加熱炉１５は、パイプ保持部１２で保持された石英パイプ２２の下方位置に加熱用挿通孔１５ａを有する円筒状の、例えば、カーボン抵抗加熱炉や高周波誘導加熱炉で構成されており、パイプ保持部１２及びロッド保持部１４がＺ方向下向きに移動することにより石英パイプ２２及び石英コアロッド２４が加熱用挿通孔１５ａに順次送られてそれらを加熱融着により一体化させるようになっている。
【００３０】
ローラ１６は、加熱炉１５から順次送られてくる石英パイプ２２及び石英コアロッド２４の一体化物（光ファイバ母材３０）を下方に引き取るように設けられている。
【００３１】
そして、この光ファイバ母材の製造装置１０は、パイプ保持部１２に角度検出器１７が設けられており、これによって石英パイプ２２の軸の加熱炉１５の軸からのずれを検知するようになっている。すなわち、角度検出器１７は軸ずれ検知手段を構成している。そして、パイプ位置調整部１３は、検知された石英パイプ２２の軸の加熱炉１５の軸からのずれに基づいて、そのずれを相殺してそれらの両軸を一致させるように石英パイプ２２を変位させるように構成されている。
【００３２】
次に、この光ファイバ母材の製造装置１０による光ファイバ母材３０の製造方法について説明する。
【００３３】
まず、上側及び下側ダミーパイプ２１，２３を石英パイプ２２に融着し、上側ダミーパイプ２１のコの字溝２１ａをパイプ保持部１２に係止させることにより石英パイプ２２を吊り下げ状に保持する。このとき、石英パイプ２２が重量物であるために、パイプ保持部１２が下向きに負荷を受けて撓みを生じる。
【００３４】
次いで、石英パイプ２２の軸が加熱炉１５の軸に一致するように、パイプ位置調整部１３でパイプ保持部１２を操作し、石英パイプ２２のＸ方向及びＹ方向の位置をそれぞれ調整すると共に石英パイプ２２の軸方向を調整する。
【００３５】
次いで、石英コアロッド２４の上端部分をロッド保持部１４の把持部１４ｂで把持することにより、石英コアロッド２４を吊り下げ状に保持する。
【００３６】
次いで、石英コアロッド２４を石英パイプ２２に内挿した際に、その内壁から間隔をおき且つその中心に位置付けられるように、ロッド保持部１４を操作し、石英コアロッド２４のＸ方向及びＹ方向の位置をそれぞれ調整すると共に石英コアロッド２４の軸方向を調整する。
【００３７】
次いで、石英コアロッド２４を石英パイプ２２の内部に内挿する。
【００３８】
次いで、石英パイプ２２の内部を減圧しながら、パイプ保持部１２及びロッド保持部１４をそれぞれ所定の速度で下方に移動させることにより、石英パイプ２２及び石英コアロッド２４を加熱炉１５の加熱用挿通孔１５ａに送る。このとき、石英パイプ２２及び石英コアロッド２４は、その軸方向に加熱炉１５の加熱用挿通孔１５ａを通過し、それらの下端から上端に向かって加熱炉１５により順次加熱される。また、石英パイプ２２及び石英コアロッド２４は、その下端から上端に向かって順次溶融するものの、石英パイプ２２の内部が減圧されているため、石英パイプ２２の内外の圧力差によってネックダウン部分２２ａを形成しつつ溶融した石英パイプ２２が縮径する。その結果、石英パイプ２２及び石英コアロッド２４がその長手方向に順次融着して一体化する。ここで、石英パイプ２２及び石英コアロッド２４の一体化が進行すると、パイプ保持部１２に下向きに負荷されていた荷重が小さくなってパイプ保持部１２に生じる撓みも小さくなる。そして、それによって石英パイプ２２の軸が加熱炉１５の軸からずれてしまうこととなる。しかしながら、角度検出器１７によって石英パイプ２２の軸の加熱炉１５の軸からのずれを検知し、そのずれを相殺するようにパイプ位置調整部１３がパイプ保持部１２で保持された石英パイプ２２を変位させるため、石英パイプ２２の軸が常に加熱炉１５の軸に一致するように維持される。
【００３９】
そして、一体化した石英パイプ２２及び石英コアロッド２４の一体化物をローラ１６で引き取ることにより所定の外径になるまで延伸する。
【００４０】
以上のようにして、光ファイバ母材３０が製造される。
【００４１】
上記構成の光ファイバ母材の製造装置１０によれば、軸ずれ検知手段を構成する角度検出器１７を備えており、それによって石英パイプ２２の軸の加熱炉１５の軸からのずれを客観的に検知し、また、パイプ変位手段を構成するパイプ位置調整部１３を備えており、それによって角度検出器１７で検知したずれに基づいて、そのずれを相殺してそれらの両軸を一致させるように石英パイプ２２を変位させるので、石英パイプ２２の軸を常に加熱炉１５の軸に精確に一致させることができ、コアの偏心量の少ない光ファイバ母材３０を製造することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態では、角度検出器１７により軸ずれ検知手段を構成したが、特にこれに限定されるものではなく、パイプ保持部に設けられた水準器や、パイプ保持部に設けられたターゲットまでの距離の変化を検知するレーザ変位計等で構成してもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、光ファイバ母材の製造装置１０を移動可能なロッド保持部１４を有するものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、石英コアロッドを石英パイプに固定してそれらを一体化させる光ファイバ母材の製造装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバ母材の製造装置の斜視図である。
【図２】光ファイバ母材の製造装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  光ファイバ母材の製造装置
１１  支柱
１１ａ  垂直壁
１２  パイプ保持部
１３  パイプ位置調整部（パイプ変位手段）
１４  ロッド保持部
１４ａ  基端部
１４ｂ  把持部
１５  加熱炉
１５ａ  加熱用挿通孔
１６  ローラ
１７  角度検出器（軸ずれ検知手段）
２１  上側ダミーパイプ
２１ａ  コの字溝
２２  石英パイプ
２２ａ  ネックダウン部分
２３  下側ダミーパイプ
２４  石英コアロッド
２５  閉止キャップ
３０  光ファイバ母材
【図１】
2004277246.tif 000003
【図２】
2004277246.tif 000004