(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状体の水平方向に開けた連結穴に連結軸ピンを挿入して当該棒状体を垂下させる棒状体の連結方法において、前記連結穴の連結軸ピンとの当接面に突出部を設けて、前記連結軸ピンと線又は点接触させて、前記棒状体がほぼ鉛直に垂下されるようにしたことを特徴とする棒状体の連結方法。
【請求項２】
下端に光ファイバ母材が連結されたダミーロッドの水平方向に開けた連結穴に連結軸ピンを挿入して当該ダミーロッドを垂下させる光ファイバ母材の製造方法において、前記連結穴の連結軸ピンとの当接面に突出部を設けて、前記連結軸ピンと線又は点接触させて、前記ダミーロッドがほぼ鉛直に垂下されるようにした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】
【産業上の利用分野】
本発明は、棒状体を連結軸ピンで連結する方法及びこれを用いた光ファイバ母材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ用プリフォーム（焼結後の所謂透明の光ファイバ母材）を製造するには、先ず、ＶＡＤ法などで一旦多孔質ガラス微粒子積層体からなる光ファイバ母材（焼結前の所謂多孔質のスートプリフォーム）を作り、これを焼結によって、透明化する必要がある。
【０００３】
この焼結は、例えば図６に示すように、炉心管１１（マッフル）の外周に電熱ヒータなどの加熱部１２が設置された加熱炉などからなる焼結装置１０を用い、多孔質ガラス微粒子積層体からなる焼結前の光ファイバ母材（スートプリフォーム）２０を、炉心管１１内に挿入し、ヒートゾーンで加熱して行っている。
【０００４】
この焼結時には、通常上記光ファイバ母材２０に接続されたダミーロッド３０を、焼結装置１０の上下方向に移動自在とするトラバーサ１３から延びるアーム１４の先端に装着されたチャック１５によって保持し、吊設する一方、他の回転手段（図示省略）によって、光ファイバ母材２０を適宜回転させながら挿入し、加熱するようになっている。
【０００５】
そこで、例えば図７に示すように、上記焼結装置１０のチャック１５との間に吊設用ロッド４０を介在させて、ダミーロッド３０を吊る光ファイバ母材の製造方法が提案されている。つまり、吊設用ロッド４０の下端部に筒形の連結部４１を設けると共に、この連結部４１の水平方向に連結穴４２，４２を貫通させる一方、ダミーロッド３０の上端部にも水平方向に連結穴３１を貫通させ、このらの各連結穴４２，４２，３１に連結軸ピン５０を挿入してダミーロッド３０を垂下させる方法である。
【０００６】
この方法によると、吊設用ロッド４０との併用によって、ダミーロッド３０の長さの短縮化が図られ、取扱い性が向上すること、通常このダミーロッド３０としては高純度の石英ガラスが使用され、再利用される場合もあるため、このダミーロッド３０の短縮化により、無駄な石英ガラスの使用量が低減できることなどの利点が得られると同時に、連結軸ピン５０によって簡単かつ手軽に連結できるという利点も得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記ダミーロッド３０の上端部に連結穴３１を穿設する際、高精度の水平度を持って穿つことは難しく、例えば図８に示すように、水平線Ｈに対して、角度θだけ、実際の穴の形成方向がずれることがある。
このように連結穴３１の形成方向にずれがあると、当然連結軸ピン５０によって吊られたダミーロッド３０及び光ファイバ母材は、鉛直に垂下できず、傾くようになる。
【０００８】
このように吊られたダミーロッド３０及び光ファイバ母材に傾きがあると、例えば上述した焼結にあたって、これらを回転させると、回転ブレが生じ、また、焼結の加熱によって、光ファイバ母材自体が軟化するため、下方に垂れる傾向が生じて、曲がり易くなる。このようにして、透明化された光ファイバ母材に曲がりが発生すると、その後の紡糸時、コア部分の偏心が大きくなったり、小さくなったりして、所謂偏心量が劣化するなどして、光ファイバとしての伝送特性が低下するようになる。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、先ず、広くは棒状体を連結軸ピンによってほぼ鉛直に連結する方法を提供する一方、この方法を、光ファイバ母材の焼結や紡糸などに適用した光ファイバ母材の製造方法を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、棒状体の水平方向に開けた連結穴に連結軸ピンを挿入して当該棒状体を垂下させる棒状体の連結方法において、前記連結穴の連結軸ピンとの当接面に突出部を設けて、前記連結軸ピンと線又は点接触させて、前記棒状体がほぼ鉛直に垂下されるようにしたことを特徴とする棒状体の連結方法にある。
【００１１】
請求項２記載の本発明は、下端に光ファイバ母材が連結されたダミーロッドの水平方向に開けた連結穴に連結軸ピンを挿入して当該ダミーロッドを垂下させる光ファイバ母材の製造方法において、前記連結穴の連結軸ピンとの当接面に突出部を設けて、前記連結軸ピンと線又は点接触させて、前記ダミーロッドがほぼ鉛直に垂下されるようにしたことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法にある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法を実施するための連結系の一例を示したもので、基本的には、上記図７の連結系とほぼ同様であり、同一構成部分には同一符号を付してある。
【００１３】
本発明では、吊設用ロッド４０の筒形（倒Ｕ字型などの二股形状も可）の連結部４１に、その下端に例えば焼結前の光ファイバ母材（スートプリフォーム）が接続されたダミーロッド３０（棒状体に相当するもの）の上端部を嵌め込み、各連結穴３１，４２，４２を位置合わせして連通させ、この状態で、連結軸ピン５０を差し込んで連結させている。
【００１４】
ここで、上記吊設用ロッド４０及びダミーロッド３０は、いずれも石英ガラスなどからなり、特にダミーロッド３０の連結穴３１の形成にあたっては、水平方向の左右からテーバー状（円錐形状）の穴として穿設し、丁度穴の中心部分に円錐形状に隆起する稜線からなる突出部３２が設けてある。なお、突出部３２の突出形状は、この隆起稜線に限定されず、穴の内部に削り残し部分などからなる単なる突起で形成してもよく、さらには、穴の内部に支点となる別体の突起片を装着するなどして形成してもよい。
【００１５】
また、上記連結軸ピン５０は、その軸部５１の一端に把手部（操作部）５２を有すると共に、軸部５１の把手部寄りには、その差し込み深さ位置を示すマークＭを設けておくとよい。
【００１６】
いずれにしても、ダミーロッド３０の連結穴３１への突出部３２の形成により、上記連結軸ピン５０は、丁度この突出部３２の当接面側（図中上面側）の突出部３２と線接触することとなるため、連結穴３１の形成精度に多少の誤差があっても、ダミーロッド３０はほぼ鉛直に垂下されるようになる。
【００１７】
例えば図２に示すように、ダミーロッド３０の水平方向の左右から１０°の傾斜面（図中鎖線）を有するテーバー状の連結穴３１の形成する際、形成誤差によって、９°の傾斜面（図中実線）が形成されても（形成誤差＝１°）、突出部３２のある連結穴３１の場合、ダミーロッド３０の下端部の振れは相当小さく抑えることができる。例えばダミーロッド３０の全長が２０００ｍｍ、外径が３０ｍｍで、突出部のない単なる連結穴だと、穴の形成誤差が約１°のとき、ダミーロッド３０の下端部の振れは、約３０ｍｍ程度にもなるのが、図２の突出部３２のある連結穴３１だと、約３．４０ｍｍ程度に抑えることができ、振れの幅を約１／９にまで低減することが可能となる。
【００１８】
つまり、突出部のない単なる連結穴３１の場合、上記図８に示すように、実際の穴の形成方向が水平線Ｈに対して、角度θだけずれていて、その値が小さい場合には、図３に示すように、連結軸ピン５０が連結穴３１の上面側（Ａ点〜Ｂ点間）に掛けて２点で支持され、このときのダミーロッド３０の下端部の振れは、ダミーロッド３０の全長をＬとしたとき、近似的にＬｓｉｎθで表される。
【００１９】
ところが、ずれの角度θ´が大きい場合には、図４に示すように、ダミーロッド３０は、連結軸ピン５０に対して、連結穴３１の上面側の１点（Ａ点）のみで支持され、このとき、ダミーロッド３０の重心３０ａは中心軸上の中点、即ちＬ／２の位置にあるとして、ダミーロッド３０の外径をＤとすると、重心３０ａがＤ／２だけずれて支持点（Ａ点）の下にくる。このため、ダミーロッド３０の下端部での振れはその２倍のＤとなる。この振れがＤとなるθ´の臨界値は、θ´ｔｈ＝ｓｉｎ-1Ｄ／Ｌで表される。
【００２０】
そこで、上記したように、ダミーロッド３０の全長が２０００ｍｍ、外径が３０ｍｍのとき、θ´ｔｈ＝０．８６°となるため、穴のずれ（形成誤差）が約１°であると、連結穴３１のＡ点での１点支持となり、ダミーロッド３０の下端部の振れは、Ｄ＝３０ｍｍ程度となる。
【００２１】
これに対して、上記図２の場合、穴のずれ（形成誤差）が約１°でも、穴内部の突出部３２の位置は、中心軸から約１．７０ｍｍしかずれない。したがって、ダミーロッド３０の下端部の振れも、その２倍の約３．４０ｍｍ程度しかならず、上述したように、突出部のない単なる連結穴３１の場合に比較して、３．４０／３０で、約１／９にまで低減されることが判る。
【００２２】
図２は、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法を実施するための連結系の他の例を示したもので、基本的には、上記図１の連結系とほぼ同様であるが、本例では、吊設用ロッド４０（第１の棒状体に相当するもの）の下端側の連結穴４２内に突出部４３を設ける一方、ダミーロッド３０（第２の棒状体に相当するもの）側に筒形（倒Ｕ字型などの二股形状も可）の連結部３３を設けると共に、この連結部３３に連結穴３１，３１を設け、連結軸ピン５０で連結させたものである。この場合も、上記図１の場合とほぼ同様の作用、及び効果が得られる。
【００２３】
なお、上記各実施例では、第１の棒状体が吊設用ロッド４０で、第２の棒状体がダミーロッド２０であったが、本発明はこれに限定されず、第２の棒状体を鉛直に垂下させる一般的な他の用途にも適用できること勿論である。また、突出部３２，４３の突出形状を、円錐形状の隆起稜線以外の構成とした場合、連結軸ピン５０は、この突出部３２の点接触させるようにすることもできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る棒状体の連結方法及び光ファイバ母材の製造方法によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００２５】
（１）先ず、請求項１〜２において、棒状体又は光ファイバ母材の接続されたダミーロッドを連結軸ピンによって連結する際、その上端部の連結穴に多少の成形誤差があったり、棒状体やダミーロッド自体に多少の曲がりなどがあっても、連結穴の突出部と連結軸ピンとの線又は点接触により、ほぼ鉛直に連結し、垂下させることができる。
【００２６】
（２）次に、請求項３〜４において、第１の棒状体の下端部に第２の棒状体の上端部や、吊設用ロッドの下端部に光ファイバ母材の接続されたダミーロッドを連結軸ピンによって連結する際、第１の棒状体の下端部や吊設用ロッドの下端部の連結穴に多少の成形誤差があったり、第２の棒状体やダミーロッド自体に多少の曲がりなどがあっても、連結穴の突出部と連結軸ピンとの線又は点接触により、ほぼ鉛直に連結し、垂下させることができる。
【００２７】
（３）また、請求項１〜４のいずれにおいても、連結軸ピンの差し込みや抜き取りによって、簡単かつ迅速に連結し、また解除することができ、良好な作業性が得られる。
【００２８】
（４）また、請求項１〜４のいずれにおいても、連結穴の形成にあたって、ある程度の形成誤差が許容されるため、連結穴の形成が楽に行える。
【００２９】
（５）特に請求項２や請求項４においては、光ファイバ母材の接続されたダミーロッドがほぼ鉛直に連結し、垂下させることができるため、光ファイバ母材の回転ブレを最小限に抑えることができる。結果として、透明化された光ファイバ母材の曲がりが効果的に抑えられるため、その後の紡糸時、偏心量の劣化が小さく、良好な伝送特性の光ファイバが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法の一例になる吊設用ロッドとダミーロッドとの連結部分を示した部分拡大縦断面図である。
【図２】図１におけるダミーロッドの連結穴の形成状態を示した部分拡大概略説明図である。
【図３】通常のダミーロッドの連結穴の形成状態とダミーロッドの振れを示した概略説明図である。
【図４】通常のダミーロッドの連結穴の他の形成状態とダミーロッドの振れを示した概略説明図である。
【図５】本発明に係る光ファイバ母材の製造方法の他の例になる吊設用ロッドとダミーロッドとの連結部分を示した部分拡大縦断面図である。
【図６】光ファイバ母材の焼結装置系を示した概略説明図である。
【図７】図６の光ファイバ母材の焼結装置系における吊設用ロッドとダミーロッドとの連結部分を示した部分縦断面図である。
【図８】図７のダミーロッドにおける連結穴の形成状態を示した部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
３０                ダミーロッド（第２の棒状体）
３１                連結穴
３２                突出部
３３                連結部
４０                吊設用ロッド（第１の棒状体）
４１                連結部
４２                連結穴
４３                突出部
５０                連結軸ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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