(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状のガラス素材の一端面に、ダミーパイプを前記ダミーパイプの中心軸と前記ガラス素材の中心軸とが一致するように接続するとともに、前記ガラス素材の他端面にダミー材料を接続する接続工程を行い、
前記ガラス素材の長尺方向に沿って相対移動する熱源との相対位置が一定に保持された穿孔治具を、前記ダミーパイプの開口部から挿入し、前記熱源によって加熱することにより前記ガラス素材を軟化させながら、前記ガラス素材のダミーパイプ側の端面から前記穿孔治具を圧入し、前記熱源によって加熱することにより前記ダミー材料を軟化させながら、前記ダミー材料に前記穿孔治具を圧入して、前記ガラス素材を前記ガラス素材の中心軸に沿って貫通する貫通工程を行う、光ファイバ用ガラスパイプの製造方法。
【請求項２】
前記ダミー材料の粘度が、前記熱源による加熱温度において、１０６Ｐａ・ｓ〜１０６．６Ｐａ・ｓである請求項１に記載の光ファイバ用ガラスパイプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバ用ガラスパイプの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ用ガラスパイプの製造方法としては、石英ガラスロッドを熱源によって加熱軟化しながら、石英ガラスロッドの中心に穿孔治具を圧入する方法（特開平７−１０９１３５号公報参照）が知られている。上記方法において、光ファイバ用ガラスパイプ１は、まず図４（Ａ）に示すように、石英ガラスロッド１０の一端面にダミーパイプ１１を接続し、このダミーパイプ１１と石英ガラスロッド１０の他端部とを穿孔装置のチャック１２，１２’によって固定し、移動式熱源１３によって石英ガラスロッド１０を加熱することにより軟化させながら、次に図４（Ｂ）に示すように、移動式熱源１３と同時に移動する穿孔治具１４を石英ガラスロッド１０の片端面から挿入し、石英ガラスロッド１０をパイプ状に形成した後、図４（Ｃ）に示すように、ダミーパイプ１１と石英ガラスロッド１０の他端部１５を切除することにより製造されていた。
【０００３】
しかしながら、従来の光ファイバ用ガラスパイプの製造方法において、石英ガラスロッド１０の他端部１５は、その素材が光ファイバ用ガラスパイプ１の素材と同様であるにもかかわらず、上記のように、パイプ状の石英ガラスロッド１０から切り放された後は、不要物として廃棄されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は製造効率を向上可能な光ファイバ用ガラスパイプの製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る光ファイバ用ガラスパイプの製造方法は、長尺状のガラス素材の一端面に、ダミーパイプをダミーパイプの中心軸とガラス素材の中心軸とが一致するように接続するとともに、ガラス素材の他端面にダミー材料を接続する接続工程を行い、ガラス素材の長尺方向に沿って相対移動する熱源との相対位置が一定に保持された穿孔治具を、ダミーパイプの開口部から挿入し、熱源によって加熱することによりガラス素材を軟化させながら、ガラス素材のダミーパイプ側の端面から前記穿孔治具を圧入し、熱源によって加熱することによりダミー材料を軟化させながら、前記ダミー材料に前記穿孔治具を圧入して、ガラス素材をガラス素材の中心軸に沿って貫通する貫通工程を行うことを特徴としている。
【０００６】
このような構成によれば、先ず、長尺状のガラス素材の一端面に、ダミーパイプをダミーパイプの中心軸とガラス素材の中心軸とが一致するように接続するとともに、ガラス素材の他端面にダミー材料を接続し、ガラス素材の長尺方向に沿って相対移動する熱源との相対位置が一定に保持された穿孔治具を、ダミーパイプの開口部から挿入するので、ガラス素材の中心軸に沿って穿孔治具を容易に圧入でき、断面の内周と外周が確実に同心円状とされた光ファイバ用ガラスパイプを容易に製造できる。
また、貫通工程においては、穿孔治具を、ガラス素材を超えてガラス素材の他端面に接続されたダミー材料に到達させるので、熱源と穿孔治具によりガラス素材をパイプ状に形成した後、ダミーパイプとダミー材料を切除することにより光ファイバ用ガラスパイプを製造でき、従来と比較して、最初に投入したガラス素材から、より多くの割合で光ファイバ用ガラスパイプを製造できるので、光ファイバ用ガラスパイプの製造効率を向上できる。
【０００７】
請求項２に係る光ファイバ用ガラスパイプの製造方法は、ダミー材料の粘度が、熱源による加熱温度において、１０６Ｐａ・ｓ〜１０６．６Ｐａ・ｓであることを特徴としている。
このような構成によれば、ガラス素材をパイプ状にする際の加熱温度においてダミー材料の粘度が上記した範囲内であるので、この温度において、ダミー材料を、自己変形には至らないものの、穿孔治具の圧入により変形できる状態とすることができる。よって、前記した貫通工程を確実に行うことができるので、光ファイバ用ガラスパイプの製造効率を確実に向上できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る光ファイバ用ガラスパイプの製造方法を説明する図、図２は純石英ガラスの粘性を示す図、図３はフッ素を０．３ｗｔ％添加した石英ガラスの粘性を示す図である。
【０００９】
本発明の実施形態に係る光ファイバ用ガラスパイプの製造方法は、先ず、図１（Ａ）に示すように、長尺状のガラス素材５０の一端面に、ダミーパイプ５１をダミーパイプの中心軸Ｘ’とガラス素材の中心軸Ｘとが一致するように接続すると共に、ガラス素材５０の他端面にダミー材料５２を接続する。そして、ダミーパイプ５１と、ダミー材料５２を穿孔装置のチャック５３，５３’によって固定する。
【００１０】
次いで、ガラス素材５０の長尺方向に沿って相対移動する熱源５４との相対位置が一定に保持された穿孔治具５５を、ダミーパイプの開口部５１Ａから挿入し、熱源５４によって加熱することによりガラス素材５０を軟化させながら、ガラス素材のダミーパイプ側の端面５０Ａから穿孔治具５５を圧入し、熱源５４によって加熱することによりダミー材料５２を軟化させながら、ダミー材料５２に穿孔治具５５を圧入して、ガラス素材５０をガラス素材の中心軸Ｘに沿って貫通する貫通工程を行う（図１（Ｂ）参照）。
【００１１】
この後、図１（Ｃ）に示すように、ガラス素材５０の両端に接続されているダミーパイプ５１とダミー材料５２とを切除することにより、光ファイバ用ガラスパイプ５が製造される。
【００１２】
ガラス素材５０としては、円柱状のもの、又は、内径が穿孔治具５５の最大外径より小さく設定された円筒状のものを好適に使用できる。また、ダミーパイプ５１の内径と穿孔治具５５の外径は、通常、一致しており、これにより、ガラス素材の中心軸Ｘに沿って穿孔治具５５を確実に圧入でき、断面の内周と外周が確実に同心円状とされた光ファイバ用ガラスパイプ５を製造できる。
【００１３】
なお、熱源５４及び穿孔治具５５とガラス素材５０とは相対的に移動すればよいので、熱源５４及び穿孔治具５５を移動させてもよいし、ダミーパイプ５１とダミー材料５２が接続されたガラス素材５０をチャック５３，５３’と共に移動させてもよい。さらに、両方を移動させてもよい。ただし、いずれの場合も、熱源５４と穿孔治具５５との相対位置関係は一定とされる。
【００１４】
また、穿孔に際してはガラス素材５０の軟化点より高く、形が崩れない上限の温度より低い温度で加工する（この温度を加工温度ともいう）。その際のガラス素材５０の粘度は１０６Ｐａ・ｓ〜１０６．６Ｐａ・ｓとなる。
従って、ダミー材料５２としては純度の高くない石英を使用できるが、好ましくは加工温度において粘度が、１０６Ｐａ・ｓ〜１０６．６Ｐａ・ｓとなる材質のものを使用する。
【００１５】
これに対して、加工温度において粘度が上記より高い材質のものをダミー材料５２として使用した場合は、歪みによるクラックの発生の危険性があり、また、粘性の低い材質のものを使用した場合は、自重により曲がりが生じることで終端部付近での孔の軸ずれ等につながるため不適切である。
【００１６】
このように、本発明の実施形態によれば、ガラス素材５０の一端面にダミー材料５２を接続し、穿孔時の変形部はダミー材料５２にのみ含まれるようにすることで、ガラス素材５０をほぼ全長に渡って利用できるので、光ファイバ用ガラスパイプ５の製造効率を向上できる。また、ガラス素材５０は、光ファイバ用として、組成が特定のものに厳密に設定されていて、通常、高価であるので、特に、ダミー材料５２を廉価なものとすることにより、光ファイバ用ガラスパイプの製造コストを低減できる。
なお、ガラス素材５０としては光ファイバに使用されるものを限定なく使用するできるが、純石英やフッ素含有石英などを好適に例示できる。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
ガラス素材としての純石英ガラスロッド（ＶＡＤ法等の方法で作製され、意図的には添加物を加えていない）の一端面に、純石英ガラスロッドと外径が等しい純石英のダミーパイプを互いの中心軸が一致するように融着し、純石英ガラスロッドの他端には、ダミー材料としての安価なダミーガラスロッド（純石英ガラスロッドと同径）を互いの中心軸が一致するように融着する。そして、ダミーパイプとダミーガラスロッドとを、それぞれチャックにて固定する。
【００１８】
ここで、ガラス素材は、その粘度が１０６Ｐａ・ｓ〜１０６．６Ｐａ・ｓであるときに、前記した方法によって、パイプ形状とできることから、図２に示すように、ガラス素材が純石英ガラスロッドである場合、その加工可能温度範囲は１７００℃〜１８００℃である。よって、加工温度を１７５０℃とする。また、前記ダミーガラスロッドは、１７５０℃において、自己変形には至らないものの、穿孔治具の圧入により変形できるものとして、この加工温度における粘度が１０６Ｐａ・ｓ〜１０６．６Ｐａ・ｓの範囲内の材質を選択する。
【００１９】
次いで、穿孔治具をダミーパイプから挿入し、熱源をダミーガラスロッドの方向に移動させながら、穿孔治具を圧入して純石英ガラスロッドに穿孔する。純石英ガラスロッドの全体が一定の外径となるようにしてダミーガラスロッドまで穿孔を進める。
この後、チャックから加工物を取り外し、ダミーガラスロッドとダミーパイプを切除する。これにより、石英ガラスロッドと同等の長手方向長さを有する光ファイバ用純石英ガラスパイプを得ることができる。
【００２０】
（実施例２）
前記（実施例１）において、ガラス素材を、フッ素を０．３ｗｔ％添加した石英ガラスロッド（ＶＡＤ法等の方法で作製される）に代える。また、ガラス素材は、その粘度が１０６Ｐａ・ｓ〜１０６．６Ｐａ・ｓであるときに、前記した方法によって、パイプ形状とできることから、図３に示すように、ガラス素材がフッ素を０．３ｗｔ％添加した石英ガラスロッドである場合、その加工可能温度範囲は１５７０℃〜１６７０℃である。よって、加工温度を１６２０℃とする。ダミーガラスロッドは、１６２０℃において、自己変形には至らないものの、穿孔治具の圧入により変形できるものとして、この加工温度における粘度が１０６Ｐａ・ｓ〜１０６．６Ｐａ・ｓの範囲内の材質を選択する。
【００２１】
上記した条件以外は、（実施例１）と同様に行う。これにより、フッ素を０．３ｗｔ％添加した石英ガラスロッドと同等の長手方向長さを有する光ファイバ用石英ガラスパイプを得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、従来と比較して、ガラス素材から、より多くの割合で光ファイバ用ガラスパイプを製造できるので、光ファイバ用ガラスパイプの製造効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ用ガラスパイプの製造方法を説明する図である。
【図２】純石英ガラスの粘度と温度との相関関係を示す図である。
【図３】フッ素を０．３ｗｔ％添加した石英ガラスの粘度と温度との相関関係を示す図である。
【図４】従来例に係る光ファイバ用ガラスパイプの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１，５  光ファイバ用ガラスパイプ
１０，５０  ガラス素材
１１，５１  ダミーパイプ
１３，５４  熱源
１４，５５  穿孔治具
５０Ａ  ガラス素材のダミーパイプ側の端面
５１Ａ  ダミーパイプの開口部
５２  ダミー材料
Ｘ  ガラス素材の中心軸
Ｘ’  ダミーパイプの中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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