JP2000007366A - 多孔質ガラス母材の製造装置 - Google Patents
多孔質ガラス母材の製造装置Info
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01406—Deposition reactors therefor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱による膨張に起因する局所的な応力の集中
を防止し、変形や亀裂の発生の恐れのない反応容器を備
えた多孔質ガラス母材の製造装置を提供すること。 【解決手段】 軸回りに回転する芯材に、該芯材の長さ
方向に相対的に移動するガラス微粒子合成用バーナから
ガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造する
装置において、反応容器に該容器の熱膨張による応力の
集中を緩和する手段が設けられていることを特徴とする
多孔質ガラス母材の製造装置。
を防止し、変形や亀裂の発生の恐れのない反応容器を備
えた多孔質ガラス母材の製造装置を提供すること。 【解決手段】 軸回りに回転する芯材に、該芯材の長さ
方向に相対的に移動するガラス微粒子合成用バーナから
ガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造する
装置において、反応容器に該容器の熱膨張による応力の
集中を緩和する手段が設けられていることを特徴とする
多孔質ガラス母材の製造装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は気相合成法によりＳ
ｉＯ2 を主成分とする多孔質ガラス母材を製造するため
の製造装置に関し、特に火炎加水分解反応によりガラス
微粒子を合成する反応容器の構造に関する。
ｉＯ2 を主成分とする多孔質ガラス母材を製造するため
の製造装置に関し、特に火炎加水分解反応によりガラス
微粒子を合成する反応容器の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ母材製造用の多孔質ガラス母
材は、主としてＶＡＤ法やＯＶＤ法に代表される気相合
成法によって製造されている。これらの方法において
は、軸回りに回転する芯材に、該芯材の長さ方向に相対
的に移動するガラス微粒子合成用バーナを用いて火炎加
水分解反応により生成させたガラス微粒子を堆積させて
多孔質ガラス母材を製造している。ここで使用される反
応容器は、反応熱により膨張／収縮を繰り返す結果、反
りや変形を生じるという問題があった。従来、反応容器
はガラス又は金属材料で構成されるが、近年の母材の大
型化に伴い、金属材料（Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合
金、Ｎｉ基合金等）が主体となってきており、例えば実
３−７４６３０号公報には、壁面をＮｉ又はＮｉ基合金
などの耐酸性金属材料で構成し、かつ少なくともその内
表面に耐熱・耐酸性塗料をコーティングした反応容器が
開示されている。
材は、主としてＶＡＤ法やＯＶＤ法に代表される気相合
成法によって製造されている。これらの方法において
は、軸回りに回転する芯材に、該芯材の長さ方向に相対
的に移動するガラス微粒子合成用バーナを用いて火炎加
水分解反応により生成させたガラス微粒子を堆積させて
多孔質ガラス母材を製造している。ここで使用される反
応容器は、反応熱により膨張／収縮を繰り返す結果、反
りや変形を生じるという問題があった。従来、反応容器
はガラス又は金属材料で構成されるが、近年の母材の大
型化に伴い、金属材料（Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合
金、Ｎｉ基合金等）が主体となってきており、例えば実
３−７４６３０号公報には、壁面をＮｉ又はＮｉ基合金
などの耐酸性金属材料で構成し、かつ少なくともその内
表面に耐熱・耐酸性塗料をコーティングした反応容器が
開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のような金属材料
を用いた反応容器においても、母材の大型化によりガラ
ス微粒子を合成するバーナの火力が大幅に増大すると、
反応容器が変形するという問題が生じ、変形を抑えるた
めに反応容器を固定すると、熱による膨張の逃げ場がな
く、局所的に力が加わって亀裂が発生してしまうことも
あった。本発明はこのような従来技術の実状に鑑み、熱
による膨張に起因する局所的な応力の集中を防止し、変
形や亀裂の発生の恐れのない反応容器を備えた多孔質ガ
ラス母材の製造装置を提供することを目的とする。
を用いた反応容器においても、母材の大型化によりガラ
ス微粒子を合成するバーナの火力が大幅に増大すると、
反応容器が変形するという問題が生じ、変形を抑えるた
めに反応容器を固定すると、熱による膨張の逃げ場がな
く、局所的に力が加わって亀裂が発生してしまうことも
あった。本発明はこのような従来技術の実状に鑑み、熱
による膨張に起因する局所的な応力の集中を防止し、変
形や亀裂の発生の恐れのない反応容器を備えた多孔質ガ
ラス母材の製造装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として本発明は次の（１）〜（６）の構成を採るもので
ある。 （１）軸回りに回転する芯材に、該芯材の長さ方向に相
対的に移動するガラス微粒子合成用バーナからガラス微
粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造する装置にお
いて、反応容器に該容器の熱膨張による応力の集中を緩
和する手段が設けられていることを特徴とする多孔質ガ
ラス母材の製造装置。 （２）前記反応容器が下部が固定された状態で中心軸が
たて方向となるように設置されており、前記反応容器上
部の周囲に、該容器側壁が上下方向に伸縮可能な状態で
変形防止部材が周設されてなることを特徴とする前記
（１）の多孔質ガラス母材の製造装置。 （３）前記反応容器が上部及び下部が固定された状態で
中心軸がたて方向となるように設置されており、前記反
応容器を該反応容器の上部において上下に分割し、該分
割部分は容器側壁が上下方向に伸縮可能な嵌め合わせ構
造としたことを特徴とする前記（１）の多孔質ガラス母
材の製造装置。 （４）前記分割部分の嵌め合わせ構造部分にパージガス
を流通させる手段を備えたことを特徴とする前記（３）
の多孔質ガラス母材の製造装置。 （５）前記反応容器が上部及び下部が固定された状態で
中心軸がたて方向となるように設置されており、上部及
び／又は下部の固定箇所が、容器側壁の上下方向への伸
縮を許容する固定部材で固定されていることを特徴とす
る前記（１）の多孔質ガラス母材の製造装置。 （６）前記反応容器が中心軸が水平方向となるように台
座上に載置され、複数箇所で固定された状態で設置され
ており、前記反応容器の固定箇所の一部が、容器側壁の
長手方向への伸縮を許容する固定部材で固定されている
ことを特徴とする前記（１）の多孔質ガラス母材の製造
装置。
として本発明は次の（１）〜（６）の構成を採るもので
ある。 （１）軸回りに回転する芯材に、該芯材の長さ方向に相
対的に移動するガラス微粒子合成用バーナからガラス微
粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造する装置にお
いて、反応容器に該容器の熱膨張による応力の集中を緩
和する手段が設けられていることを特徴とする多孔質ガ
ラス母材の製造装置。 （２）前記反応容器が下部が固定された状態で中心軸が
たて方向となるように設置されており、前記反応容器上
部の周囲に、該容器側壁が上下方向に伸縮可能な状態で
変形防止部材が周設されてなることを特徴とする前記
（１）の多孔質ガラス母材の製造装置。 （３）前記反応容器が上部及び下部が固定された状態で
中心軸がたて方向となるように設置されており、前記反
応容器を該反応容器の上部において上下に分割し、該分
割部分は容器側壁が上下方向に伸縮可能な嵌め合わせ構
造としたことを特徴とする前記（１）の多孔質ガラス母
材の製造装置。 （４）前記分割部分の嵌め合わせ構造部分にパージガス
を流通させる手段を備えたことを特徴とする前記（３）
の多孔質ガラス母材の製造装置。 （５）前記反応容器が上部及び下部が固定された状態で
中心軸がたて方向となるように設置されており、上部及
び／又は下部の固定箇所が、容器側壁の上下方向への伸
縮を許容する固定部材で固定されていることを特徴とす
る前記（１）の多孔質ガラス母材の製造装置。 （６）前記反応容器が中心軸が水平方向となるように台
座上に載置され、複数箇所で固定された状態で設置され
ており、前記反応容器の固定箇所の一部が、容器側壁の
長手方向への伸縮を許容する固定部材で固定されている
ことを特徴とする前記（１）の多孔質ガラス母材の製造
装置。
【０００５】
【発明の実施の形態】前記（１）の多孔質ガラス母材の
製造装置は、軸回りに回転する芯材に、該芯材の長さ方
向に相対的に移動するガラス微粒子合成用バーナからガ
ラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造するも
のであって、熱膨張による応力の集中を緩和する手段が
設けられた反応容器を備えていることを特徴とする。前
記（２）の装置は、下部が固定された状態で中心軸がた
て方向となるように設置された反応容器を備えた装置で
あり、熱膨張による応力の集中を緩和する手段として、
反応容器上部の周囲に、該容器側壁が上下方向に伸縮可
能な状態で変形防止部材が周設されている。このような
反応容器の１例を図１に示す。この装置は出発種棒２の
先端から軸方向にガラス微粒子を付着堆積させるＶＡＤ
法（ Vapour-phase axial deposition method ）による
多孔質ガラス母材の製造装置であり、コア用バーナ３と
クラッド用バーナ４を用いて、コア／クラッドからなる
多孔質ガラス母材５を作製するもので、図１（ａ）は正
面から見た概略図、図１（ｂ）は反応容器１の上部断面
図である。
製造装置は、軸回りに回転する芯材に、該芯材の長さ方
向に相対的に移動するガラス微粒子合成用バーナからガ
ラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造するも
のであって、熱膨張による応力の集中を緩和する手段が
設けられた反応容器を備えていることを特徴とする。前
記（２）の装置は、下部が固定された状態で中心軸がた
て方向となるように設置された反応容器を備えた装置で
あり、熱膨張による応力の集中を緩和する手段として、
反応容器上部の周囲に、該容器側壁が上下方向に伸縮可
能な状態で変形防止部材が周設されている。このような
反応容器の１例を図１に示す。この装置は出発種棒２の
先端から軸方向にガラス微粒子を付着堆積させるＶＡＤ
法（ Vapour-phase axial deposition method ）による
多孔質ガラス母材の製造装置であり、コア用バーナ３と
クラッド用バーナ４を用いて、コア／クラッドからなる
多孔質ガラス母材５を作製するもので、図１（ａ）は正
面から見た概略図、図１（ｂ）は反応容器１の上部断面
図である。
【０００６】反応容器１の下端部は架台等にボルトによ
り固定されており、上部には変形防止部材（Ｘ方向変形
押さえ具６及びＹ方向変形押さえ具７）が設けられてい
る。これらの変形防止部材は昇降装置等に固定されてお
り、反応容器を周囲から押さえる形で設置されている
が、反応容器の壁面には固定されておらず、反応容器が
温度の変動により膨張、収縮する際には上下方向に伸縮
可能となっている。変形防止部材の取付け位置はその変
形防止効果の点で反応容器の上端から１／２までの範
囲、好ましくは上端より１／１０〜１／３の範囲とす
る。また、変形防止部材は前記機能を発揮できるもので
あればその大きさ、形状には特に制限はなく、反応容器
の材質、使用条件等に応じて適宜定めればよい。その材
質についても特に制限はなくＳＵＳ、Ａｌ等の金属、カ
ーボン、セラミックス等が使用できる。なお、図１にお
いて符号８は種棒２を把持する支持棒、９は支持棒８を
把持するチャック、１０は観察用石英窓、１１は排気
管、１２は反応容器１の上蓋に設けられた貫通穴であ
る。
り固定されており、上部には変形防止部材（Ｘ方向変形
押さえ具６及びＹ方向変形押さえ具７）が設けられてい
る。これらの変形防止部材は昇降装置等に固定されてお
り、反応容器を周囲から押さえる形で設置されている
が、反応容器の壁面には固定されておらず、反応容器が
温度の変動により膨張、収縮する際には上下方向に伸縮
可能となっている。変形防止部材の取付け位置はその変
形防止効果の点で反応容器の上端から１／２までの範
囲、好ましくは上端より１／１０〜１／３の範囲とす
る。また、変形防止部材は前記機能を発揮できるもので
あればその大きさ、形状には特に制限はなく、反応容器
の材質、使用条件等に応じて適宜定めればよい。その材
質についても特に制限はなくＳＵＳ、Ａｌ等の金属、カ
ーボン、セラミックス等が使用できる。なお、図１にお
いて符号８は種棒２を把持する支持棒、９は支持棒８を
把持するチャック、１０は観察用石英窓、１１は排気
管、１２は反応容器１の上蓋に設けられた貫通穴であ
る。
【０００７】前記（３）の装置は、上部及び下部が固定
された状態で中心軸がたて方向となるように設置された
反応容器を備えた装置であり、熱膨張による応力の集中
を緩和する手段として、前記反応容器を該反応容器の上
部において上下に分割し、該分割部分は容器側壁が上下
方向に伸縮可能な嵌め合わせ構造としたものである。こ
のような反応容器の１例を図２に示す。この装置はコア
／クラッド材などの出発ロッド２２を回転させながら引
き上げてその周囲に石英を主成分とするガラス微粒子を
合成する装置である。
された状態で中心軸がたて方向となるように設置された
反応容器を備えた装置であり、熱膨張による応力の集中
を緩和する手段として、前記反応容器を該反応容器の上
部において上下に分割し、該分割部分は容器側壁が上下
方向に伸縮可能な嵌め合わせ構造としたものである。こ
のような反応容器の１例を図２に示す。この装置はコア
／クラッド材などの出発ロッド２２を回転させながら引
き上げてその周囲に石英を主成分とするガラス微粒子を
合成する装置である。
【０００８】この装置における反応容器は、ガラス微粒
子合成用バーナ２４を設置している反応容器本体部２０
（火炎により高温になる）と生成した多孔質母材２３を
上方に引き上げるための上部反応容器２１（比較的低
温）とからなる。この反応容器は、反応容器本体部２０
の下端部と上部反応容器２１の上端部とが架台、床面等
に固定されているが、反応容器本体部２０の熱膨張を吸
収するために反応容器本体部２０と上部反応容器２１と
は分割され、分割部においては上部反応容器２１の下縁
部を外側に張り出させて、反応容器本体部２０の上縁部
が上部反応容器２１の下縁部にほとんど隙間のない状態
で嵌め込まれた形となっている。そのため、反応容器本
体部２０が温度の変動により膨張、収縮する際に横方向
への変形は抑えられるが、反応容器本体部２０の上端部
と上部反応容器２１の下縁部が張り出した肩部との間に
は上下方向に１０〜２０ｍｍ程度の隙間が設けられてお
り、上下方向には伸縮可能となっている。また、分割部
には多孔質母材合成中に隙間から大気が混入するのを防
止するため、不活性ガスや清浄空気等をパージする構成
としている。反応容器は断面が四角形などの多角形のも
のであってもよく、断面が円形のものであってもよい。
なお、図２において符号２５は出発ロッド２２を把持す
る支持棒、２６は支持棒２５を把持するチャック、２７
は観察用石英窓、２８は排気管である。
子合成用バーナ２４を設置している反応容器本体部２０
（火炎により高温になる）と生成した多孔質母材２３を
上方に引き上げるための上部反応容器２１（比較的低
温）とからなる。この反応容器は、反応容器本体部２０
の下端部と上部反応容器２１の上端部とが架台、床面等
に固定されているが、反応容器本体部２０の熱膨張を吸
収するために反応容器本体部２０と上部反応容器２１と
は分割され、分割部においては上部反応容器２１の下縁
部を外側に張り出させて、反応容器本体部２０の上縁部
が上部反応容器２１の下縁部にほとんど隙間のない状態
で嵌め込まれた形となっている。そのため、反応容器本
体部２０が温度の変動により膨張、収縮する際に横方向
への変形は抑えられるが、反応容器本体部２０の上端部
と上部反応容器２１の下縁部が張り出した肩部との間に
は上下方向に１０〜２０ｍｍ程度の隙間が設けられてお
り、上下方向には伸縮可能となっている。また、分割部
には多孔質母材合成中に隙間から大気が混入するのを防
止するため、不活性ガスや清浄空気等をパージする構成
としている。反応容器は断面が四角形などの多角形のも
のであってもよく、断面が円形のものであってもよい。
なお、図２において符号２５は出発ロッド２２を把持す
る支持棒、２６は支持棒２５を把持するチャック、２７
は観察用石英窓、２８は排気管である。
【０００９】図３は図２と同様の装置において、反応容
器本体部２０の上部に分割部を設けない場合（従来技
術）を示す概略図である。なお、図２と同じ要素につい
ては図２と同じ符号を付し、説明は省略する。図３の装
置における反応容器は本体部と上部が分割されておら
ず、反応容器本体部２０の下端部と反応容器の上端部と
が架台、床面等に固定された構造となっている。そのた
め、長期間使用すると熱膨張による応力の集中する部分
（例えば図３の斜線部）に亀裂が発生する場合がある。
器本体部２０の上部に分割部を設けない場合（従来技
術）を示す概略図である。なお、図２と同じ要素につい
ては図２と同じ符号を付し、説明は省略する。図３の装
置における反応容器は本体部と上部が分割されておら
ず、反応容器本体部２０の下端部と反応容器の上端部と
が架台、床面等に固定された構造となっている。そのた
め、長期間使用すると熱膨張による応力の集中する部分
（例えば図３の斜線部）に亀裂が発生する場合がある。
【００１０】前記（５）の装置は、図３の装置における
ような問題点を解決するものであって、上部及び下部が
固定された状態で中心軸がたて方向となるように設置さ
れた反応容器を備えた装置であり、熱膨張による応力の
集中を緩和する手段として、上部及び／又は下部の固定
箇所を、容器側壁の上下方向への伸縮を許容する固定部
材で固定する構造としたものである。このような機能を
有する固定部材の１例を図４に示す。図４は反応容器本
体上部３１（図３の反応容器本体部２０の太径の部分に
相当する）の固定様式を示したもので、上下方向に細長
いボルト穴３６を有する架台側部材３２を架台３５にボ
ルト３３で固定しておく。また、反応容器側には前記ボ
ルト穴３６に見合ったボルト穴３７を有する反応容器側
部材３８を取付けておき、架台側部材３２と反応容器側
部材３８を合わせて締結用ボルト３４で締結する。この
とき完全に締めつけることはせず、熱膨張／収縮により
上下に伸縮可能な状態としておく。これによって熱膨張
に起因する応力の集中による亀裂の発生を防止すること
ができる。この固定部材は断面が多角形の容器の場合は
各面に１か所以上、２０〜３０ｃｍに１か所程度を目安
とし、断面が円形の容器の場合には６０〜１２０°間隔
で３〜６か所程度とするのが好ましい。
ような問題点を解決するものであって、上部及び下部が
固定された状態で中心軸がたて方向となるように設置さ
れた反応容器を備えた装置であり、熱膨張による応力の
集中を緩和する手段として、上部及び／又は下部の固定
箇所を、容器側壁の上下方向への伸縮を許容する固定部
材で固定する構造としたものである。このような機能を
有する固定部材の１例を図４に示す。図４は反応容器本
体上部３１（図３の反応容器本体部２０の太径の部分に
相当する）の固定様式を示したもので、上下方向に細長
いボルト穴３６を有する架台側部材３２を架台３５にボ
ルト３３で固定しておく。また、反応容器側には前記ボ
ルト穴３６に見合ったボルト穴３７を有する反応容器側
部材３８を取付けておき、架台側部材３２と反応容器側
部材３８を合わせて締結用ボルト３４で締結する。この
とき完全に締めつけることはせず、熱膨張／収縮により
上下に伸縮可能な状態としておく。これによって熱膨張
に起因する応力の集中による亀裂の発生を防止すること
ができる。この固定部材は断面が多角形の容器の場合は
各面に１か所以上、２０〜３０ｃｍに１か所程度を目安
とし、断面が円形の容器の場合には６０〜１２０°間隔
で３〜６か所程度とするのが好ましい。
【００１１】前記（６）の装置は、中心軸が水平方向と
なるように台座上に載置され、複数箇所で固定された状
態で設置された反応容器を備えた装置であり、熱膨張に
よる応力の集中を緩和する手段として、前記反応容器の
固定箇所の一部が、容器側壁の長手方向への伸縮を許容
する固定部材で固定された構造を有している。このよう
な反応容器の１例を図５に示す。この装置はコア／クラ
ッド延伸体４２の周囲にバーナ４４で合成したガラス微
粒子を堆積させ、ＯＶＤ法（ Outsidevapour-phase dep
osition method ）により多孔質ガラス母材４３を作製
する装置であり、架台４７に載置する形で横型旋盤４８
に取付けられた反応容器４１内でバーナ４４を往復運動
させ、回転する出発ロッド（コア／クラッド延伸体４
２）の周囲に石英を主成分とするガラス微粒子を合成す
るものである。
なるように台座上に載置され、複数箇所で固定された状
態で設置された反応容器を備えた装置であり、熱膨張に
よる応力の集中を緩和する手段として、前記反応容器の
固定箇所の一部が、容器側壁の長手方向への伸縮を許容
する固定部材で固定された構造を有している。このよう
な反応容器の１例を図５に示す。この装置はコア／クラ
ッド延伸体４２の周囲にバーナ４４で合成したガラス微
粒子を堆積させ、ＯＶＤ法（ Outsidevapour-phase dep
osition method ）により多孔質ガラス母材４３を作製
する装置であり、架台４７に載置する形で横型旋盤４８
に取付けられた反応容器４１内でバーナ４４を往復運動
させ、回転する出発ロッド（コア／クラッド延伸体４
２）の周囲に石英を主成分とするガラス微粒子を合成す
るものである。
【００１２】この装置における反応容器４１は、下面全
体を固定することはせず、複数の固定箇所で固定するよ
うにし、さらにその固定箇所の一部を図４に示した固定
部材と同様の機能を有する固定部材４５を用いて、ボル
ト４６で左右方向に数ｍｍ〜数ｃｍ移動可能な状態とし
ておく。これによって熱膨張に起因する応力の集中によ
る亀裂の発生を防止することができる。なお、必要によ
り前記（２）の装置における変形防止部材を周設すれば
より効果的である。
体を固定することはせず、複数の固定箇所で固定するよ
うにし、さらにその固定箇所の一部を図４に示した固定
部材と同様の機能を有する固定部材４５を用いて、ボル
ト４６で左右方向に数ｍｍ〜数ｃｍ移動可能な状態とし
ておく。これによって熱膨張に起因する応力の集中によ
る亀裂の発生を防止することができる。なお、必要によ
り前記（２）の装置における変形防止部材を周設すれば
より効果的である。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。 （実施例１）図１に示す形状で概略寸法が横幅０．８
ｍ、奥行き０．６ｍ、高さ２．５ｍのＮｉ−Ｃｒ合金製
反応容器１を有する装置を使用し、コア用バーナ３とク
ラッド用バーナ４の２本のバーナを用いて、コア／クラ
ッドからなる多孔質ガラス母材５を作製した。反応容器
１の上部には幅３０ｍｍ、長さ５００ｍｍの変形押さえ
具（奥行き方向の変形押さえ具）及び幅３０ｍｍ、長さ
６００ｍｍの変形押さえ具（横方向の変形押さえ具）を
各２枚（いずれもＳＵＳ製）取付けた。コア用バーナ３
にはＧｅＣｌ4 とＳｉＣｌ4 を、クラッド用バーナ４に
はＳｉＣｌ4 を供給し、加水分解して酸化物ガラス微粒
子を生成させ、回転するターゲット（種棒２）に付着・
堆積させながら引き上げて行き、外径１５０ｍｍ、長さ
１．５ｍの多孔質ガラス母材を得た。合成時の反応容器
１の変形挙動を調べたところ、反応容器の上端が反応容
器軸方向（垂直方向）に７ｍｍ上昇していたが、変形押
さえ具６、７を設置してある左右方向／奥行き方向（Ｘ
−Ｙ方向）の変形は抑えられていた。また、この方法に
よる多孔質ガラス母材の合成を３か月継続した段階で
も、反応容器１に亀裂が生じることはなかった。
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。 （実施例１）図１に示す形状で概略寸法が横幅０．８
ｍ、奥行き０．６ｍ、高さ２．５ｍのＮｉ−Ｃｒ合金製
反応容器１を有する装置を使用し、コア用バーナ３とク
ラッド用バーナ４の２本のバーナを用いて、コア／クラ
ッドからなる多孔質ガラス母材５を作製した。反応容器
１の上部には幅３０ｍｍ、長さ５００ｍｍの変形押さえ
具（奥行き方向の変形押さえ具）及び幅３０ｍｍ、長さ
６００ｍｍの変形押さえ具（横方向の変形押さえ具）を
各２枚（いずれもＳＵＳ製）取付けた。コア用バーナ３
にはＧｅＣｌ4 とＳｉＣｌ4 を、クラッド用バーナ４に
はＳｉＣｌ4 を供給し、加水分解して酸化物ガラス微粒
子を生成させ、回転するターゲット（種棒２）に付着・
堆積させながら引き上げて行き、外径１５０ｍｍ、長さ
１．５ｍの多孔質ガラス母材を得た。合成時の反応容器
１の変形挙動を調べたところ、反応容器の上端が反応容
器軸方向（垂直方向）に７ｍｍ上昇していたが、変形押
さえ具６、７を設置してある左右方向／奥行き方向（Ｘ
−Ｙ方向）の変形は抑えられていた。また、この方法に
よる多孔質ガラス母材の合成を３か月継続した段階で
も、反応容器１に亀裂が生じることはなかった。
【００１４】（比較例１）Ｘ−Ｙ方向の変形押さえ具
６、６、７、７を使用しなかったほかは実施例１と同様
の方法により多孔質ガラス母材を作製した。合成時の反
応容器１の変形挙動を調べたところ、反応容器の上端が
反応容器軸方向（垂直方向）に６ｍｍ上昇したのに加え
て奥行き方向に４ｍｍほど変形が発生した。この影響に
より反応容器１の上部の貫通穴１２の縁と支持棒８とが
接触する事態が生じた。支持棒８には多孔質ガラス母材
５に付着しなかったガラス微粒子が付着しているが、支
持棒８が貫通穴１２の縁と接触すると、支持棒８に付着
・堆積したススが剥がれ（落下し）、多孔質ガラス母材
５の表面に付着する。多孔質ガラス母材５に付着したス
スは焼結後に表面凹凸として残ったり、線引時に断線の
要因となる異常点の問題を生じ、品質が劣化した。
６、６、７、７を使用しなかったほかは実施例１と同様
の方法により多孔質ガラス母材を作製した。合成時の反
応容器１の変形挙動を調べたところ、反応容器の上端が
反応容器軸方向（垂直方向）に６ｍｍ上昇したのに加え
て奥行き方向に４ｍｍほど変形が発生した。この影響に
より反応容器１の上部の貫通穴１２の縁と支持棒８とが
接触する事態が生じた。支持棒８には多孔質ガラス母材
５に付着しなかったガラス微粒子が付着しているが、支
持棒８が貫通穴１２の縁と接触すると、支持棒８に付着
・堆積したススが剥がれ（落下し）、多孔質ガラス母材
５の表面に付着する。多孔質ガラス母材５に付着したス
スは焼結後に表面凹凸として残ったり、線引時に断線の
要因となる異常点の問題を生じ、品質が劣化した。
【００１５】（実施例２）図２に示す形状で概略寸法が
反応容器本体部２０の太い部分が横幅１ｍ、奥行き０．
８ｍ、高さ１ｍ、細い部分が横幅０．４ｍ、奥行き０．
４ｍ、高さ１．５ｍ、上部反応容器２１が横幅０．４
ｍ、奥行き０．４ｍ、高さ１．８ｍで上部反応容器２１
の下縁部を外側に張出させて２〜１０ｍｍのクリアラン
スで反応容器本体部２０の上縁部を嵌め込んだ構造のＮ
ｉ製反応容器を有する装置を使用し、多孔質ガラス母材
２３を作製した。すなわち、実施例１で作製したコア／
クラッドからなる多孔質ガラス母材を焼結後、適当なサ
イズ（直径２０〜３０ｍｍ）に延伸したロッドを出発ロ
ッド２２とし、回転させながら引き上げてその周囲に石
英を主成分とするガラス微粒子を合成した。ガラス微粒
子合成用バーナ２４にはＳｉＣｌ4 を供給し、加水分解
させてＳｉＯ2 を生成させ、回転する出発ロッド２２を
引き上げて行き、外径２２０ｍｍ、長さ１．５ｍの多孔
質ガラス母材を得た。合成の間、分割部にはＮ2 ガスを
５０リットル／分の量で流入させた。合成時の反応容器
本体部２０の変形挙動を調べたところ、反応容器本体部
の上端が反応容器軸方向（垂直方向）に９ｍｍ上昇して
いたが、熱膨張吸収のための隙間でこの膨張分を吸収す
ることができた。また、上部反応容器２１の下端部を反
応容器本体部２０の上端部外周に沿った形状とし、嵌め
合わせているので左右方向／奥行き方向（Ｘ−Ｙ方向）
の変形は抑えられていた。さらに、この方法による多孔
質ガラス母材の合成を３か月継続した段階でも、反応容
器本体部２０に亀裂が生じることはなかった。
反応容器本体部２０の太い部分が横幅１ｍ、奥行き０．
８ｍ、高さ１ｍ、細い部分が横幅０．４ｍ、奥行き０．
４ｍ、高さ１．５ｍ、上部反応容器２１が横幅０．４
ｍ、奥行き０．４ｍ、高さ１．８ｍで上部反応容器２１
の下縁部を外側に張出させて２〜１０ｍｍのクリアラン
スで反応容器本体部２０の上縁部を嵌め込んだ構造のＮ
ｉ製反応容器を有する装置を使用し、多孔質ガラス母材
２３を作製した。すなわち、実施例１で作製したコア／
クラッドからなる多孔質ガラス母材を焼結後、適当なサ
イズ（直径２０〜３０ｍｍ）に延伸したロッドを出発ロ
ッド２２とし、回転させながら引き上げてその周囲に石
英を主成分とするガラス微粒子を合成した。ガラス微粒
子合成用バーナ２４にはＳｉＣｌ4 を供給し、加水分解
させてＳｉＯ2 を生成させ、回転する出発ロッド２２を
引き上げて行き、外径２２０ｍｍ、長さ１．５ｍの多孔
質ガラス母材を得た。合成の間、分割部にはＮ2 ガスを
５０リットル／分の量で流入させた。合成時の反応容器
本体部２０の変形挙動を調べたところ、反応容器本体部
の上端が反応容器軸方向（垂直方向）に９ｍｍ上昇して
いたが、熱膨張吸収のための隙間でこの膨張分を吸収す
ることができた。また、上部反応容器２１の下端部を反
応容器本体部２０の上端部外周に沿った形状とし、嵌め
合わせているので左右方向／奥行き方向（Ｘ−Ｙ方向）
の変形は抑えられていた。さらに、この方法による多孔
質ガラス母材の合成を３か月継続した段階でも、反応容
器本体部２０に亀裂が生じることはなかった。
【００１６】（実施例３）図３に示す装置を使用し、実
施例２と同様にして多孔質ガラス母材の作製を行った。
この装置の反応容器は本体部と上部が分割されていない
点を除いて実施例２で使用したものと同じである。多孔
質ガラス母材の作製中に反応容器には目立った変形挙動
は観察されなかったが、１か月使用を継続したところ図
３の斜線部の箇所に亀裂が発生し、製造を中止せざるを
得ない状況となった。そこで、反応容器本体部２０の上
端の固定箇所を、図４に示した構造の固定部材を用いて
上下方向に伸縮可能な状態とした（固定箇所４か所）と
ころ、亀裂の発生を回避することができ、Ｘ−Ｙ方向の
変形も抑制されていた。
施例２と同様にして多孔質ガラス母材の作製を行った。
この装置の反応容器は本体部と上部が分割されていない
点を除いて実施例２で使用したものと同じである。多孔
質ガラス母材の作製中に反応容器には目立った変形挙動
は観察されなかったが、１か月使用を継続したところ図
３の斜線部の箇所に亀裂が発生し、製造を中止せざるを
得ない状況となった。そこで、反応容器本体部２０の上
端の固定箇所を、図４に示した構造の固定部材を用いて
上下方向に伸縮可能な状態とした（固定箇所４か所）と
ころ、亀裂の発生を回避することができ、Ｘ−Ｙ方向の
変形も抑制されていた。
【００１７】（実施例４）図５に示す形状で概略寸法が
長さ２ｍ、奥行き０．８ｍ、高さ０．８ｍのＮｉ製反応
容器を有する装置を使用し、ＯＶＤ法により多孔質ガラ
ス母材４３を作製した。下面の固定は反応容器下面をフ
レームに設置し、全面固定させない状態で図５に示す部
分の４か所（図では２か所のみ見える）に図４に示した
ものと類似の構造の固定部材４５を用いて左右方向に伸
縮可能な状態とすることによって行った。この装置にお
いて、バーナ４４にＳｉＣｌ4 を供給し加水分解させて
ＳｉＯ2 微粒子を合成し、実施例１で作製したコア／ク
ラッドからなる多孔質ガラス母材を焼結後、適当なサイ
ズ（直径２０〜３０ｍｍ）に延伸したコア／クラッド延
伸体４２を回転させながらバーナ４４を往復移動させ
て、コア／クラッド延伸体４２の周囲に積層させた。こ
れにより外径約２００ｍｍ、長さ１．２ｍの多孔質ガラ
ス母材を得た。この製造を長時間継続したところ、ガラ
ス微粒子合成時の変形も観察されず、また３か月の使用
においても亀裂の発生などの問題は発生しなかった。
長さ２ｍ、奥行き０．８ｍ、高さ０．８ｍのＮｉ製反応
容器を有する装置を使用し、ＯＶＤ法により多孔質ガラ
ス母材４３を作製した。下面の固定は反応容器下面をフ
レームに設置し、全面固定させない状態で図５に示す部
分の４か所（図では２か所のみ見える）に図４に示した
ものと類似の構造の固定部材４５を用いて左右方向に伸
縮可能な状態とすることによって行った。この装置にお
いて、バーナ４４にＳｉＣｌ4 を供給し加水分解させて
ＳｉＯ2 微粒子を合成し、実施例１で作製したコア／ク
ラッドからなる多孔質ガラス母材を焼結後、適当なサイ
ズ（直径２０〜３０ｍｍ）に延伸したコア／クラッド延
伸体４２を回転させながらバーナ４４を往復移動させ
て、コア／クラッド延伸体４２の周囲に積層させた。こ
れにより外径約２００ｍｍ、長さ１．２ｍの多孔質ガラ
ス母材を得た。この製造を長時間継続したところ、ガラ
ス微粒子合成時の変形も観察されず、また３か月の使用
においても亀裂の発生などの問題は発生しなかった。
【００１８】
【発明の効果】前記（１）の発明によれば、反応容器に
おける熱膨張による応力の集中を緩和することができ、
容器の変形や亀裂の発生を抑制することができる。前記
（２）の発明によれば、たて型の反応容器を使用する場
合に、反応容器の周囲に変形押さえ具を設置し、上方に
膨張の逃げ代を設けることにより、横方向への変形を防
止するとともに、応力の集中を緩和し、亀裂の発生を抑
制することができる。前記（３）の発明によれば、たて
型の反応容器を使用する場合に、反応容器を上部で上下
に分割し、嵌め合わせ構造とすることにより、上方への
膨張の逃げ代が確保され、横方向への変形を防止すると
ともに、応力の集中を緩和し、亀裂の発生を抑制するこ
とができる。前記（４）の発明によれば、反応容器を上
下に分割した場合に、分割部からの大気（汚れ成分）の
侵入を防ぐことができる。前記（５）の発明によれば、
たて型の反応容器を使用する場合に、反応容器の固定箇
所を容器側壁が上下方向に伸縮可能な状態で固定するこ
とにより、上方への膨張の逃げ代が確保され、横方向へ
の変形を防止するとともに、応力の集中を緩和し、亀裂
の発生を抑制することができる。前記（６）の発明によ
れば、横型の反応容器を使用する場合に、反応容器の固
定箇所を容器側壁が長手方向に伸縮可能な状態で固定す
ることにより、長手方向への膨張の逃げ代が確保され、
容器の側方への変形を防止するとともに、応力の集中を
緩和し、亀裂の発生を抑制することができる。
おける熱膨張による応力の集中を緩和することができ、
容器の変形や亀裂の発生を抑制することができる。前記
（２）の発明によれば、たて型の反応容器を使用する場
合に、反応容器の周囲に変形押さえ具を設置し、上方に
膨張の逃げ代を設けることにより、横方向への変形を防
止するとともに、応力の集中を緩和し、亀裂の発生を抑
制することができる。前記（３）の発明によれば、たて
型の反応容器を使用する場合に、反応容器を上部で上下
に分割し、嵌め合わせ構造とすることにより、上方への
膨張の逃げ代が確保され、横方向への変形を防止すると
ともに、応力の集中を緩和し、亀裂の発生を抑制するこ
とができる。前記（４）の発明によれば、反応容器を上
下に分割した場合に、分割部からの大気（汚れ成分）の
侵入を防ぐことができる。前記（５）の発明によれば、
たて型の反応容器を使用する場合に、反応容器の固定箇
所を容器側壁が上下方向に伸縮可能な状態で固定するこ
とにより、上方への膨張の逃げ代が確保され、横方向へ
の変形を防止するとともに、応力の集中を緩和し、亀裂
の発生を抑制することができる。前記（６）の発明によ
れば、横型の反応容器を使用する場合に、反応容器の固
定箇所を容器側壁が長手方向に伸縮可能な状態で固定す
ることにより、長手方向への膨張の逃げ代が確保され、
容器の側方への変形を防止するとともに、応力の集中を
緩和し、亀裂の発生を抑制することができる。
【図１】本発明に係る反応容器の１例を示す概略図
【図２】本発明に係る反応容器の他の１例を示す概略図
【図３】従来技術に係る反応容器の１例を示す概略図
【図４】本発明に係る反応容器の固定様式の１例を示す
概略図
概略図
【図５】本発明に係る反応容器の他の１例を示す概略図
１ 反応容器 ２ 種棒 ３ コア用バーナ ４
クラッド用バーナ ５ 多孔質ガラス母材 ６ Ｘ方向変形押さえ具 ７ Ｙ方向変形押さえ具 ８ 支持棒 ９ チャッ
ク １０ 観察用石英窓 １１ 排気管 １２ 貫通穴 ２０ 反応容器本体部 ２１ 上部反応容器 ２２
出発ロッド ２３ 多孔質ガラス母材 ２４ ガラス微粒子合成用
バーナ ２５ 支持棒 ２６ チャック ２７ 観察用石英
窓 ２８ 排気管 ３１ 反応容器本体上部 ３２ 架台側部材 ３３
ボルト ３４ 締結用ボルト ３５ 架台 ３６、３７ ボ
ルト穴 ３８ 反応容器側部材 ４１ 反応容器 ４２ コア／クラッド延伸体 ４
３ 多孔質ガラス母材 ４４ バーナ ４５ 固定部材 ４６ ボルト
４７ 架台 ４８ 横型旋盤
クラッド用バーナ ５ 多孔質ガラス母材 ６ Ｘ方向変形押さえ具 ７ Ｙ方向変形押さえ具 ８ 支持棒 ９ チャッ
ク １０ 観察用石英窓 １１ 排気管 １２ 貫通穴 ２０ 反応容器本体部 ２１ 上部反応容器 ２２
出発ロッド ２３ 多孔質ガラス母材 ２４ ガラス微粒子合成用
バーナ ２５ 支持棒 ２６ チャック ２７ 観察用石英
窓 ２８ 排気管 ３１ 反応容器本体上部 ３２ 架台側部材 ３３
ボルト ３４ 締結用ボルト ３５ 架台 ３６、３７ ボ
ルト穴 ３８ 反応容器側部材 ４１ 反応容器 ４２ コア／クラッド延伸体 ４
３ 多孔質ガラス母材 ４４ バーナ ４５ 固定部材 ４６ ボルト
４７ 架台 ４８ 横型旋盤
Claims (6)
- 【請求項１】 軸回りに回転する芯材に、該芯材の長さ
方向に相対的に移動するガラス微粒子合成用バーナから
ガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造する
装置において、反応容器に該容器の熱膨張による応力の
集中を緩和する手段が設けられていることを特徴とする
多孔質ガラス母材の製造装置。 - 【請求項２】 前記反応容器が下部が固定された状態で
中心軸がたて方向となるように設置されており、前記反
応容器上部の周囲に、該容器側壁が上下方向に伸縮可能
な状態で変形防止部材が周設されてなることを特徴とす
る請求項１に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。 - 【請求項３】 前記反応容器が上部及び下部が固定され
た状態で中心軸がたて方向となるように設置されてお
り、前記反応容器を該反応容器の上部において上下に分
割し、該分割部分は容器側壁が上下方向に伸縮可能な嵌
め合わせ構造としたことを特徴とする請求項１に記載の
多孔質ガラス母材の製造装置。 - 【請求項４】 前記分割部分の嵌め合わせ構造部分にパ
ージガスを流通させる手段を備えたことを特徴とする請
求項３に記載の多孔質ガラス母材の製造装置。 - 【請求項５】 前記反応容器が上部及び下部が固定され
た状態で中心軸がたて方向となるように設置されてお
り、上部及び／又は下部の固定箇所が、容器側壁の上下
方向への伸縮を許容する固定部材で固定されていること
を特徴とする請求項１に記載の多孔質ガラス母材の製造
装置。 - 【請求項６】 前記反応容器が中心軸が水平方向となる
ように台座上に載置され、複数箇所で固定された状態で
設置されており、前記反応容器の固定箇所の一部が、容
器側壁の長手方向への伸縮を許容する固定部材で固定さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の多孔質ガラ
ス母材の製造装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16980598A JP3674315B2 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | 多孔質ガラス母材の製造装置 |
| US09/334,925 US6301936B1 (en) | 1998-06-17 | 1999-06-17 | Apparatus for manufacturing porous glass preform |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16980598A JP3674315B2 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | 多孔質ガラス母材の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000007366A true JP2000007366A (ja) | 2000-01-11 |
| JP3674315B2 JP3674315B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=15893230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16980598A Expired - Lifetime JP3674315B2 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | 多孔質ガラス母材の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3674315B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002102729A1 (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Device and method for producing stack of fine glass particles |
| JP2008208025A (ja) * | 2000-07-31 | 2008-09-11 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ガラス母材製造装置及びガラス母材製造方法 |
| US8561432B2 (en) | 2010-09-24 | 2013-10-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Apparatus for fabricating porous glass preform |
-
1998
- 1998-06-17 JP JP16980598A patent/JP3674315B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008208025A (ja) * | 2000-07-31 | 2008-09-11 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ガラス母材製造装置及びガラス母材製造方法 |
| US7823418B2 (en) | 2000-07-31 | 2010-11-02 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of making glass base material |
| WO2002102729A1 (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Device and method for producing stack of fine glass particles |
| EP1405833A1 (en) * | 2001-06-14 | 2004-04-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Device and method for producing stack of fine glass particles |
| EP1405833A4 (en) * | 2001-06-14 | 2012-02-22 | Sumitomo Electric Industries | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A STACK OF GOOD GLASS PARTICLES |
| US8561432B2 (en) | 2010-09-24 | 2013-10-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Apparatus for fabricating porous glass preform |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3674315B2 (ja) | 2005-07-20 |
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