JP2003034546A - 光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置 - Google Patents
光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
- C03B37/01248—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing by collapsing without drawing
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コアガラスの真円性を保って、ガラスパイプ
を潰し残しなくコラプスされる光ファイバガラス母材の
製造方法と製造装置を提供する。 【解決手段】 クラッド用ガラスパイプ２にコア用ガラ
スロッド１を挿入し、減圧しながらバーナー３でクラッ
ド用ガラスパイプ２を加熱軟化させて潰し、コア用ガラ
スロッド１と一体化させる光ファイバ用ガラス母材の製
造であって、一体化されたガラス母材の断面積をＳ１と
し、バーナーの水素ガス噴出ポートのガス噴出口の断面
積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２を１０〜３０とする。
を潰し残しなくコラプスされる光ファイバガラス母材の
製造方法と製造装置を提供する。 【解決手段】 クラッド用ガラスパイプ２にコア用ガラ
スロッド１を挿入し、減圧しながらバーナー３でクラッ
ド用ガラスパイプ２を加熱軟化させて潰し、コア用ガラ
スロッド１と一体化させる光ファイバ用ガラス母材の製
造であって、一体化されたガラス母材の断面積をＳ１と
し、バーナーの水素ガス噴出ポートのガス噴出口の断面
積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２を１０〜３０とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クラッド用ガラス
パイプにコア用ガラスロッドを挿入し、加熱軟化して一
体化する光ファイバガラス母材の製造方法および製造装
置に関する。
パイプにコア用ガラスロッドを挿入し、加熱軟化して一
体化する光ファイバガラス母材の製造方法および製造装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】大口径の光ファイバガラス母材を製造す
る方法の一つとして、予めコア用のガラスロッドを作製
しておき、このコア用ガラスロッド（以下、ガラスロッ
ドという）をクラッド用石英ガラスパイプ（以下、ガラ
スパイプという）に挿入し、ガラスパイプを加熱軟化さ
せて潰すコラプスという工程を経ることにより、ガラス
ロッドと一体化する方法が知られている。ガラスロッド
は、化学気相堆積法（Chemical Vapor Deposition ：Ｃ
ＶＤ法）、外付けＣＶＤ法（Outer Vapor Deposition
：ＯＶＤ法）、気相軸付法（Vapor phase Axial Depos
ition ：ＶＡＤ法）等により、屈折率を高めるドーパン
トを添加して形成される。
る方法の一つとして、予めコア用のガラスロッドを作製
しておき、このコア用ガラスロッド（以下、ガラスロッ
ドという）をクラッド用石英ガラスパイプ（以下、ガラ
スパイプという）に挿入し、ガラスパイプを加熱軟化さ
せて潰すコラプスという工程を経ることにより、ガラス
ロッドと一体化する方法が知られている。ガラスロッド
は、化学気相堆積法（Chemical Vapor Deposition ：Ｃ
ＶＤ法）、外付けＣＶＤ法（Outer Vapor Deposition
：ＯＶＤ法）、気相軸付法（Vapor phase Axial Depos
ition ：ＶＡＤ法）等により、屈折率を高めるドーパン
トを添加して形成される。
【０００３】従来、ガラスロッドにガラスパイプをコラ
プスして、光ファイバガラス母材を製造方法として、例
えば、特表２０００−５１００９３公報が知られてい
る。この製造方法は、垂直旋盤を用いてガラスロッドを
ガラスパイプ内に挿入した後、炉によりガラスパイプを
予熱し、ガラスパイプが軟化点に至るまでバーナーで加
熱する。そして、ガラスロッドとガラスパイプとの間隙
の空気を抜いて減圧し、ガラスパイプをガラスロッド上
にコラプスして一体化するというものである。
プスして、光ファイバガラス母材を製造方法として、例
えば、特表２０００−５１００９３公報が知られてい
る。この製造方法は、垂直旋盤を用いてガラスロッドを
ガラスパイプ内に挿入した後、炉によりガラスパイプを
予熱し、ガラスパイプが軟化点に至るまでバーナーで加
熱する。そして、ガラスロッドとガラスパイプとの間隙
の空気を抜いて減圧し、ガラスパイプをガラスロッド上
にコラプスして一体化するというものである。
【０００４】しかし、縦型旋盤を用いると、コラプス開
始時の加熱時にガラスロッドが自重により変形すること
があり、また、ガラスロッドとガラスパイプとの軸心合
わせが難しく、軸心が合っていない状態でコラプスする
とドーパントが添加されたガラスロッドの真円性が悪化
する。また、炉を用いてガラスパイプを予熱するため、
装置が複雑になり、予熱温度まで昇温する時間がかか
り、作業効率の低下が予想される。そして、ガラスロッ
ドとガラスパイプを太径にして、大型の光ファイバガラ
ス母材を製造する場合、ガラス母材面積に対するバーナ
ー火炎の面積割合が小さくなり、内部まで十分に加熱す
ることができず、ガラスパイプの潰し残しが生じる可能
性がある。
始時の加熱時にガラスロッドが自重により変形すること
があり、また、ガラスロッドとガラスパイプとの軸心合
わせが難しく、軸心が合っていない状態でコラプスする
とドーパントが添加されたガラスロッドの真円性が悪化
する。また、炉を用いてガラスパイプを予熱するため、
装置が複雑になり、予熱温度まで昇温する時間がかか
り、作業効率の低下が予想される。そして、ガラスロッ
ドとガラスパイプを太径にして、大型の光ファイバガラ
ス母材を製造する場合、ガラス母材面積に対するバーナ
ー火炎の面積割合が小さくなり、内部まで十分に加熱す
ることができず、ガラスパイプの潰し残しが生じる可能
性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、横型旋盤を用いて軸心合わ
せを容易にし、コアガラスの真円性を保って、ガラスパ
イプを潰し残しなくコラプスされる光ファイバガラス母
材の製造方法と製造装置を提供することを課題とする。
情に鑑みてなされたもので、横型旋盤を用いて軸心合わ
せを容易にし、コアガラスの真円性を保って、ガラスパ
イプを潰し残しなくコラプスされる光ファイバガラス母
材の製造方法と製造装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ用ガ
ラス母材の製造方法は、クラッド用ガラスパイプにコア
用ガラスロッドを挿入し、減圧しながらバーナーでクラ
ッド用ガラスパイプを加熱軟化させて潰し、コア用ガラ
スロッドと一体化させる光ファイバ用ガラス母材の製造
方法であって、一体化されたガラス母材の断面積をＳ１
とし、バーナーの水素ガス噴出ポートのガス噴出口の断
面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２を１０〜３０とする
ことを特徴とする。
ラス母材の製造方法は、クラッド用ガラスパイプにコア
用ガラスロッドを挿入し、減圧しながらバーナーでクラ
ッド用ガラスパイプを加熱軟化させて潰し、コア用ガラ
スロッドと一体化させる光ファイバ用ガラス母材の製造
方法であって、一体化されたガラス母材の断面積をＳ１
とし、バーナーの水素ガス噴出ポートのガス噴出口の断
面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２を１０〜３０とする
ことを特徴とする。
【０００７】また、本発明の光ファイバ用ガラス母材の
製造装置は、クラッド用ガラスパイプにコア用ガラスロ
ッドを挿入し、減圧しながらバーナーでクラッド用ガラ
スパイプを加熱軟化させて潰し、コア用ガラスロッドと
一体化させる光ファイバ用ガラス母材の製造装置であっ
て、クラッド用ガラスパイプをコア用ガラスロッドを同
心支持させる横型旋盤装置を備え、一体化されたガラス
母材の断面積をＳ１としたとき、バーナーの水素ガス噴
出ポートのガス噴出口の断面積Ｓ２をＳ１の１／１０〜
１／３０としたことを特徴とする。
製造装置は、クラッド用ガラスパイプにコア用ガラスロ
ッドを挿入し、減圧しながらバーナーでクラッド用ガラ
スパイプを加熱軟化させて潰し、コア用ガラスロッドと
一体化させる光ファイバ用ガラス母材の製造装置であっ
て、クラッド用ガラスパイプをコア用ガラスロッドを同
心支持させる横型旋盤装置を備え、一体化されたガラス
母材の断面積をＳ１としたとき、バーナーの水素ガス噴
出ポートのガス噴出口の断面積Ｓ２をＳ１の１／１０〜
１／３０としたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】図により本発明の実施の形態を説
明する。図１はコラプス工程の概略図、図２（Ａ）は図
１のコラプス前のａ−ａ断面図、図２（Ｂ）は図１のコ
ラプス後のｂ−ｂ断面図である。図中、１はコア用ガラ
スロッド、２はクラッド用ガラスパイプ、３はバーナ
ー、４は間隙を示す。
明する。図１はコラプス工程の概略図、図２（Ａ）は図
１のコラプス前のａ−ａ断面図、図２（Ｂ）は図１のコ
ラプス後のｂ−ｂ断面図である。図中、１はコア用ガラ
スロッド、２はクラッド用ガラスパイプ、３はバーナ
ー、４は間隙を示す。
【０００９】コア用ガラスロッド１（以下、ガラスロッ
ドという）は、光ファイバの種別により種々の形態で形
成したものを用いることができる。例えば、シングルモ
ード形ファイバ、マルチモード形ファイバでは使用する
太さが異なり、ステップインデックス（ＳＩ）形ファイ
バ、グレーテッドインデックス（ＧＩ）形ファイバで
は、コアの屈折率分布が異なる。これらのガラスロッド
１は、ＣＶＤ法、ＯＶＤ法、ＶＡＤ法等の種々の方法に
より、屈折率を高めるドーパント（例えば、ＧｅＯ2 ）
を添加して多孔質ガラス母材を生成した後、透明ガラス
化して形成される。
ドという）は、光ファイバの種別により種々の形態で形
成したものを用いることができる。例えば、シングルモ
ード形ファイバ、マルチモード形ファイバでは使用する
太さが異なり、ステップインデックス（ＳＩ）形ファイ
バ、グレーテッドインデックス（ＧＩ）形ファイバで
は、コアの屈折率分布が異なる。これらのガラスロッド
１は、ＣＶＤ法、ＯＶＤ法、ＶＡＤ法等の種々の方法に
より、屈折率を高めるドーパント（例えば、ＧｅＯ2 ）
を添加して多孔質ガラス母材を生成した後、透明ガラス
化して形成される。
【００１０】また、コア部の外周をクラッド部より屈折
率を低くしたデプレストクラッド形ファイバでは、上述
の屈折率を高めたガラスロッド１の外側に屈折率を下げ
るドーパント（例えば、フッ素）を添加したガラスを外
付け法またはガラスパイプをコラプスして形成したもの
を用いることができる。クラッド用ガラスパイプ２（以
下、ガラスパイプという）は、一般に、高純度の石英ガ
ラスが用いられる。
率を低くしたデプレストクラッド形ファイバでは、上述
の屈折率を高めたガラスロッド１の外側に屈折率を下げ
るドーパント（例えば、フッ素）を添加したガラスを外
付け法またはガラスパイプをコラプスして形成したもの
を用いることができる。クラッド用ガラスパイプ２（以
下、ガラスパイプという）は、一般に、高純度の石英ガ
ラスが用いられる。
【００１１】バーナー３は、後述する酸素ガス噴出ポー
トと水素ガス噴出ポートを同軸円筒状に配した構成のも
のが用いられる。このバーナー３は、ガラスパイプ２の
側方に配置され、ガラスパイプ２またはバーナー３のい
ずれかを相対的に移動可能にして構成される。また、ガ
ラスロッド１とガラスパイプ２との間隙４を減圧するた
めの手段（図示せず）が配設されている。
トと水素ガス噴出ポートを同軸円筒状に配した構成のも
のが用いられる。このバーナー３は、ガラスパイプ２の
側方に配置され、ガラスパイプ２またはバーナー３のい
ずれかを相対的に移動可能にして構成される。また、ガ
ラスロッド１とガラスパイプ２との間隙４を減圧するた
めの手段（図示せず）が配設されている。
【００１２】以上の構成において、先ず、図２（Ａ）示
すように、ガラスロッド１をガラスパイプ２に挿入し、
それぞれの両端を横型旋盤（図示せず）のチャックで同
軸状に配し、かつ回転可能に支持する。ガラスロッド１
とガラスパイプ２の間の間隙４（０．５ｍｍ〜１ｍｍ程
度）が潰し量となる。ガラスパイプ２の一方の端部側を
バーナー３で加熱溶融して、ガラスロッド１と融着し、
ガラスロッド１とガラスパイプ２の間隙４の一方の端部
を密封する。次いで、バーナー３でガラスパイプ２内を
真空引きにより減圧しながら密封端部と反対の端部に向
けて、順次、加熱軟化させる。加熱軟化されたガラスパ
イプ２’は、図２（Ｂ）に示すように減圧による負圧で
潰れ、ガラスロッド１上にコラプスされ、一体化され
る。なお、横型旋盤を用いることにより、ガラスロッド
１を両端で固定してから、ガラスパイプ２のコラプス開
始ができ、作業性よく真円性を確保しやすい。
すように、ガラスロッド１をガラスパイプ２に挿入し、
それぞれの両端を横型旋盤（図示せず）のチャックで同
軸状に配し、かつ回転可能に支持する。ガラスロッド１
とガラスパイプ２の間の間隙４（０．５ｍｍ〜１ｍｍ程
度）が潰し量となる。ガラスパイプ２の一方の端部側を
バーナー３で加熱溶融して、ガラスロッド１と融着し、
ガラスロッド１とガラスパイプ２の間隙４の一方の端部
を密封する。次いで、バーナー３でガラスパイプ２内を
真空引きにより減圧しながら密封端部と反対の端部に向
けて、順次、加熱軟化させる。加熱軟化されたガラスパ
イプ２’は、図２（Ｂ）に示すように減圧による負圧で
潰れ、ガラスロッド１上にコラプスされ、一体化され
る。なお、横型旋盤を用いることにより、ガラスロッド
１を両端で固定してから、ガラスパイプ２のコラプス開
始ができ、作業性よく真円性を確保しやすい。
【００１３】図３、図４はバーナー３の概略を示し、図
３はバーナー軸方向断面図、図４は図３の径方向ｃ−ｃ
断面図である。図中、５は酸素ガス噴出ポート、６は水
素ガス噴出ポート、７はバーナー端部を示す。バーナー
３は、内側のＯ2 噴出ポート５と外側のＨ2 噴出ポート
６の２つのポートを同心円状に配した円筒形状で形成さ
れ、テーパー状のバーナー端部７でＯ2 ガスとＨ2 ガス
が混合されるように構成される。バーナー３は、ガラス
パイプ２の太さに応じて、バーナー径（端部７の外径φ
で示す）、Ｈ2 噴出ポート６の断面積Ｓ２、Ｏ2 噴出ポ
ート断面積Ｓ３等を変えたものが用いられる。なお、ポ
ート断面積Ｓ２，Ｓ３は、ガス噴出口の有効断面積でポ
ート壁の肉厚分ｔ１、ｔ２は含まないものとする。
３はバーナー軸方向断面図、図４は図３の径方向ｃ−ｃ
断面図である。図中、５は酸素ガス噴出ポート、６は水
素ガス噴出ポート、７はバーナー端部を示す。バーナー
３は、内側のＯ2 噴出ポート５と外側のＨ2 噴出ポート
６の２つのポートを同心円状に配した円筒形状で形成さ
れ、テーパー状のバーナー端部７でＯ2 ガスとＨ2 ガス
が混合されるように構成される。バーナー３は、ガラス
パイプ２の太さに応じて、バーナー径（端部７の外径φ
で示す）、Ｈ2 噴出ポート６の断面積Ｓ２、Ｏ2 噴出ポ
ート断面積Ｓ３等を変えたものが用いられる。なお、ポ
ート断面積Ｓ２，Ｓ３は、ガス噴出口の有効断面積でポ
ート壁の肉厚分ｔ１、ｔ２は含まないものとする。
【００１４】図５は、コラプス後のガラス母材外径Ｄと
使用バーナーの種別の適否を検討した結果を示す図であ
る。検討した例１〜例４では、バーナー３は、比較的細
径用として１０φ（外径１０ｍｍ）のものと、比較的太
径用の１３φ（外径１３ｍｍ）でＡとＢの２種類のもの
を用意した。なお、ガラス母材の太さに応じて、さらに
多くの種類のバーナーを用意することができる。
使用バーナーの種別の適否を検討した結果を示す図であ
る。検討した例１〜例４では、バーナー３は、比較的細
径用として１０φ（外径１０ｍｍ）のものと、比較的太
径用の１３φ（外径１３ｍｍ）でＡとＢの２種類のもの
を用意した。なお、ガラス母材の太さに応じて、さらに
多くの種類のバーナーを用意することができる。
【００１５】図６は、コラプス時のバーナーによる融着
界面での温度分布を示す図である。バーナー３により、
ガラスロッド１とガラスパイプ２を加熱したとき、その
界面の温度分布は、バーナー径の違いにより図に示すよ
うに変化する。バーナー径が小さいと、狭いヒートゾー
ンで温度変化が大きい分布を示し、バーナー径が大きく
なると、広いヒートゾーンで温度変化が比較的緩やかな
平坦に近い温度変化の分布を示す。
界面での温度分布を示す図である。バーナー３により、
ガラスロッド１とガラスパイプ２を加熱したとき、その
界面の温度分布は、バーナー径の違いにより図に示すよ
うに変化する。バーナー径が小さいと、狭いヒートゾー
ンで温度変化が大きい分布を示し、バーナー径が大きく
なると、広いヒートゾーンで温度変化が比較的緩やかな
平坦に近い温度変化の分布を示す。
【００１６】図５に示す例１は、長さが２７０ｍｍで、
コラプス後のガラス母材外径Ｄが２６ｍｍの比較的細径
の光ファイバガラス母材を得る場合に、１０φバーナー
を用いてコラプスを行なった例である。１０φバーナー
のＨ2 噴出ポート断面積Ｓ２を２１．７６ｍｍ2 、Ｏ2
噴出ポート断面積Ｓ３を４．１５ｍｍ2 とし、断面積比
Ｓ２／Ｓ３を５．２５をした。コラプス後のガラス母材
断面積を外径Ｄから算出してＳ１としたとき、Ｈ2 噴出
ポート６の断面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２は１９．０７で
あった。なお、Ｈ2 ガス流量は７４（ＳＬＭ）、Ｏ2 ガ
ス流量は３３（ＳＬＭ）とした。コラプス時のガラスパ
イプ表面温度は１７００℃で、ほぼ適切な加熱温度で、
ガラスロッド１とガラスパイプ２の界面の状態は良好で
潰し残しがなく、コア非円率も０．４％以下とほぼ満足
する結果が得られている。なお、コア非円率とは、コア
最大径とコア最小径の差をコア平均径で除して１００分
率で示したものである。
コラプス後のガラス母材外径Ｄが２６ｍｍの比較的細径
の光ファイバガラス母材を得る場合に、１０φバーナー
を用いてコラプスを行なった例である。１０φバーナー
のＨ2 噴出ポート断面積Ｓ２を２１．７６ｍｍ2 、Ｏ2
噴出ポート断面積Ｓ３を４．１５ｍｍ2 とし、断面積比
Ｓ２／Ｓ３を５．２５をした。コラプス後のガラス母材
断面積を外径Ｄから算出してＳ１としたとき、Ｈ2 噴出
ポート６の断面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２は１９．０７で
あった。なお、Ｈ2 ガス流量は７４（ＳＬＭ）、Ｏ2 ガ
ス流量は３３（ＳＬＭ）とした。コラプス時のガラスパ
イプ表面温度は１７００℃で、ほぼ適切な加熱温度で、
ガラスロッド１とガラスパイプ２の界面の状態は良好で
潰し残しがなく、コア非円率も０．４％以下とほぼ満足
する結果が得られている。なお、コア非円率とは、コア
最大径とコア最小径の差をコア平均径で除して１００分
率で示したものである。
【００１７】例２は、長さは同じ２７０ｍｍで、光ファ
イバの生産性向上のためコラプス後のガラス母材外径Ｄ
を３３．５ｍｍとした比較的太径の光ファイバガラス母
材を得る場合に、例１と同じ１０φバーナーを用いてコ
ラプスを行なった例である。Ｈ2 噴出ポートとＯ2 噴出
ポートの断面積比Ｓ２／Ｓ３は例１と同じ５．２５で、
コラプス後のガラス母材断面積Ｓ１とＨ2 噴出ポート６
の断面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２は４０．４５であった。
なお、Ｈ2 ガス流量は７４（ＳＬＭ）、Ｏ2 ガス流量は
３３（ＳＬＭ）で同じとした。この結果、コラプス時の
ガラスパイプ表面温度は１６５０℃で、特に低い温度で
はないが、ガラスロッド１とガラスパイプ２の界面ので
潰し残しが一部生じ、コア非円率も０．８４％と少々不
満足な結果となっている。この理由としては、図６に示
すバーナーによるヒートゾーンの範囲がガラス母材外径
Ｄに対して１０φファイバでは狭いため、熱量不足によ
る潰し残しが生じたものと考えられる。
イバの生産性向上のためコラプス後のガラス母材外径Ｄ
を３３．５ｍｍとした比較的太径の光ファイバガラス母
材を得る場合に、例１と同じ１０φバーナーを用いてコ
ラプスを行なった例である。Ｈ2 噴出ポートとＯ2 噴出
ポートの断面積比Ｓ２／Ｓ３は例１と同じ５．２５で、
コラプス後のガラス母材断面積Ｓ１とＨ2 噴出ポート６
の断面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２は４０．４５であった。
なお、Ｈ2 ガス流量は７４（ＳＬＭ）、Ｏ2 ガス流量は
３３（ＳＬＭ）で同じとした。この結果、コラプス時の
ガラスパイプ表面温度は１６５０℃で、特に低い温度で
はないが、ガラスロッド１とガラスパイプ２の界面ので
潰し残しが一部生じ、コア非円率も０．８４％と少々不
満足な結果となっている。この理由としては、図６に示
すバーナーによるヒートゾーンの範囲がガラス母材外径
Ｄに対して１０φファイバでは狭いため、熱量不足によ
る潰し残しが生じたものと考えられる。
【００１８】例２の結果を踏まえて、例３ではガラス母
材外径Ｄを大きくした場合、ヒートゾーンを大きくする
必要があると考え、バーナー外径を太くした１３φＡバ
ーナーを用いてコラプスを行なった。なお、バーナー外
径を１．３倍としたので、ガス噴出ポート断面積（Ｈ2
噴出ポート断面積Ｓ２＋Ｏ2 噴出ポート断面積Ｓ３）も
ほぼ１．３倍とした。このときのＨ2 噴出ポート断面積
Ｓ２を２１．８９ｍｍ 2 、Ｏ2 噴出ポート断面積Ｓ３を
１２．５６ｍｍ2 とし、断面積比Ｓ２／Ｓ３を１．７５
とした。また、コラプス後のガラス母材断面積Ｓ１とＨ
2 噴出ポート６の断面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２は４１．
４５であった。なお、Ｈ2 ガス流量は１５０（ＳＬ
Ｍ）、Ｏ2 ガス流量は５０（ＳＬＭ）とした。
材外径Ｄを大きくした場合、ヒートゾーンを大きくする
必要があると考え、バーナー外径を太くした１３φＡバ
ーナーを用いてコラプスを行なった。なお、バーナー外
径を１．３倍としたので、ガス噴出ポート断面積（Ｈ2
噴出ポート断面積Ｓ２＋Ｏ2 噴出ポート断面積Ｓ３）も
ほぼ１．３倍とした。このときのＨ2 噴出ポート断面積
Ｓ２を２１．８９ｍｍ 2 、Ｏ2 噴出ポート断面積Ｓ３を
１２．５６ｍｍ2 とし、断面積比Ｓ２／Ｓ３を１．７５
とした。また、コラプス後のガラス母材断面積Ｓ１とＨ
2 噴出ポート６の断面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２は４１．
４５であった。なお、Ｈ2 ガス流量は１５０（ＳＬ
Ｍ）、Ｏ2 ガス流量は５０（ＳＬＭ）とした。
【００１９】この結果、コラプス時のガラスパイプ表面
温度は１３６０℃で、温度が十分上がらないため負圧を
大きくしてコラプスした。ヒートゾーンが拡大したこと
と、負圧を大きくしたことで潰し残しは生じなかった
が、コア非円率が２．３６％と大幅に悪化した。表面温
度が上がらない原因を調査した結果、Ｏ2 噴出ポート断
面積Ｓ３の割合を増加させたのに対し、Ｈ2 噴出ポート
断面積Ｓ２が増加されておらず、熱量不足が不足してい
ることによるものと考えられる。
温度は１３６０℃で、温度が十分上がらないため負圧を
大きくしてコラプスした。ヒートゾーンが拡大したこと
と、負圧を大きくしたことで潰し残しは生じなかった
が、コア非円率が２．３６％と大幅に悪化した。表面温
度が上がらない原因を調査した結果、Ｏ2 噴出ポート断
面積Ｓ３の割合を増加させたのに対し、Ｈ2 噴出ポート
断面積Ｓ２が増加されておらず、熱量不足が不足してい
ることによるものと考えられる。
【００２０】例４は、コラプス後のガラス母材外径を２
６ｍｍから３４ｍｍと太くしたとき、断面積の増加は２
倍位になることから、１３φＢバーナーでは、外径は同
じで、ガス噴出ポート断面積（Ｈ2 噴出ポート断面積Ｓ
２＋Ｏ2 噴出ポート断面積Ｓ３）をほぼ２倍とした。こ
のときのＨ2 噴出ポート断面積Ｓ２を４３．９６ｍ
ｍ 2 、Ｏ2 噴出ポート断面積Ｓ３を７．０７ｍｍ2 と
し、断面積比Ｓ２／Ｓ３を６．２２とした。コラプス後
のガラス母材断面積Ｓ１とＨ2 噴出ポート６の断面積Ｓ
２との比Ｓ１／Ｓ２は２０．６４であった。なお、Ｈ2
ガス流量は１５０（ＳＬＭ）、Ｏ2 ガス流量は５０（Ｓ
ＬＭ）で同じとした。
６ｍｍから３４ｍｍと太くしたとき、断面積の増加は２
倍位になることから、１３φＢバーナーでは、外径は同
じで、ガス噴出ポート断面積（Ｈ2 噴出ポート断面積Ｓ
２＋Ｏ2 噴出ポート断面積Ｓ３）をほぼ２倍とした。こ
のときのＨ2 噴出ポート断面積Ｓ２を４３．９６ｍ
ｍ 2 、Ｏ2 噴出ポート断面積Ｓ３を７．０７ｍｍ2 と
し、断面積比Ｓ２／Ｓ３を６．２２とした。コラプス後
のガラス母材断面積Ｓ１とＨ2 噴出ポート６の断面積Ｓ
２との比Ｓ１／Ｓ２は２０．６４であった。なお、Ｈ2
ガス流量は１５０（ＳＬＭ）、Ｏ2 ガス流量は５０（Ｓ
ＬＭ）で同じとした。
【００２１】この結果、コラプス時のガラスパイプ表面
温度は１８６０℃で、広いヒートゾーンで十分な温度が
得られ、負圧を例１のときと同じとしたが、潰し残しは
生じなかった。また、コア非円率は０．２３％と良好な
結果が得られた。
温度は１８６０℃で、広いヒートゾーンで十分な温度が
得られ、負圧を例１のときと同じとしたが、潰し残しは
生じなかった。また、コア非円率は０．２３％と良好な
結果が得られた。
【００２２】以上の例１〜例４の結果から総合的には、
コラプス後のガラス母材断面積Ｓ１と使用バーナーのＨ
2 噴出ポートの断面積Ｓ２の比Ｓ１／Ｓ２が２０前後
で、１０〜３０の範囲内にあるのが好ましい。言い換え
ると、Ｈ2 噴出ポートの断面積Ｓ２をガラス母材断面積
Ｓ１の１／１０〜１／３０とする。ガラスパイプ２への
加熱量が少ないと、潰しが不足する。しかし、加熱量が
多すぎたりガラスパイプに無理な潰し力を加えると、内
部のガラスロッドの非円率が悪化する。これは、ガラス
パイプ内のガラスロッドに、ＧｅＯ2 のようなドーパン
トが添加されていると加熱により軟化しやすく、ガラス
パイプ２を潰したときにガラスロッド１の真円性が損な
われ、楕円に変形しやすくなることによる。断面積の比
Ｓ１／Ｓ２を上記のような範囲とすることにより、光フ
ァイバガラス母材の太さに対応した十分な温度とヒート
ゾーンが得ることができ、良好な非円率でガラスパイプ
を潰すことができ、また潰し残しをなくすことができ
る。
コラプス後のガラス母材断面積Ｓ１と使用バーナーのＨ
2 噴出ポートの断面積Ｓ２の比Ｓ１／Ｓ２が２０前後
で、１０〜３０の範囲内にあるのが好ましい。言い換え
ると、Ｈ2 噴出ポートの断面積Ｓ２をガラス母材断面積
Ｓ１の１／１０〜１／３０とする。ガラスパイプ２への
加熱量が少ないと、潰しが不足する。しかし、加熱量が
多すぎたりガラスパイプに無理な潰し力を加えると、内
部のガラスロッドの非円率が悪化する。これは、ガラス
パイプ内のガラスロッドに、ＧｅＯ2 のようなドーパン
トが添加されていると加熱により軟化しやすく、ガラス
パイプ２を潰したときにガラスロッド１の真円性が損な
われ、楕円に変形しやすくなることによる。断面積の比
Ｓ１／Ｓ２を上記のような範囲とすることにより、光フ
ァイバガラス母材の太さに対応した十分な温度とヒート
ゾーンが得ることができ、良好な非円率でガラスパイプ
を潰すことができ、また潰し残しをなくすことができ
る。
【００２３】また、バーナーのＨ2 噴出ポート断面積Ｓ
２とＯ2 噴出ポート断面積Ｓ３との比Ｓ２／Ｓ３が５〜
７の範囲にあるのが好ましい。バーナーによりＨ2 ガス
とＯ 2 ガスにより火炎を生じさせる場合、Ｈ2 噴出ポー
トの断面積を増加させる代わりに、ポート断面積を一定
としてＨ2 ガス量を増やすことでも加熱量を上げること
をできるが、Ｈ2 ガスの流速が大きくなり、ガラス母材
の表面を削りとることとなる。したがって、Ｈ2 ガスの
流速は一定として、Ｈ2 噴出ポートの断面積を変化させ
るのが好ましい。Ｈ2 噴出ポートとＯ2 噴出ポートの断
面積比Ｓ２／Ｓ３を上記のような範囲とすることによ
り、ガラスパイプの表面を所定温度に加熱することがで
きる。
２とＯ2 噴出ポート断面積Ｓ３との比Ｓ２／Ｓ３が５〜
７の範囲にあるのが好ましい。バーナーによりＨ2 ガス
とＯ 2 ガスにより火炎を生じさせる場合、Ｈ2 噴出ポー
トの断面積を増加させる代わりに、ポート断面積を一定
としてＨ2 ガス量を増やすことでも加熱量を上げること
をできるが、Ｈ2 ガスの流速が大きくなり、ガラス母材
の表面を削りとることとなる。したがって、Ｈ2 ガスの
流速は一定として、Ｈ2 噴出ポートの断面積を変化させ
るのが好ましい。Ｈ2 噴出ポートとＯ2 噴出ポートの断
面積比Ｓ２／Ｓ３を上記のような範囲とすることによ
り、ガラスパイプの表面を所定温度に加熱することがで
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
によれば、製造される光ファイバガラス母材の太さに対
応して、コラプスに必要な十分な加熱温度とヒートゾー
ンが得ることができ、コア用ガラスロッドの真円性を良
好に保ってクラッド用の石英ガラスパイプを潰すことが
でき、また潰し残しをなくすことができる。
によれば、製造される光ファイバガラス母材の太さに対
応して、コラプスに必要な十分な加熱温度とヒートゾー
ンが得ることができ、コア用ガラスロッドの真円性を良
好に保ってクラッド用の石英ガラスパイプを潰すことが
でき、また潰し残しをなくすことができる。
【図１】本発明の実施の形態を説明する概略図である。
【図２】図１のａ−ａおよびｂ−ｂ断面を示す図であ
る。
る。
【図３】バーナーの形状を説明する縦断面図である。
【図４】図３のｃ−ｃ断面を示す図である。
【図５】本発明の具体例による検討結果を示す図であ
る。
る。
【図６】バーナーとヒートゾーンの関係を示す図であ
る。
る。
１…コア用ガラスロッド、２…クラッド用ガラスパイ
プ、３…バーナー、４…間隙、５…酸素ガス噴出ポー
ト、６…水素ガス噴出ポート、７…バーナー端部。
プ、３…バーナー、４…間隙、５…酸素ガス噴出ポー
ト、６…水素ガス噴出ポート、７…バーナー端部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 長谷川 慎治
神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電
気工業株式会社横浜製作所内
(72)発明者 関口 忍
神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電
気工業株式会社横浜製作所内
(72)発明者 小川 恵司
神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電
気工業株式会社横浜製作所内
Ｆターム(参考） 4G021 BA04
Claims (4)
- 【請求項１】 クラッド用ガラスパイプにコア用ガラス
ロッドを挿入し、減圧しながらバーナーで前記クラッド
用ガラスパイプを加熱軟化させて潰し、前記コア用ガラ
スロッドと一体化させる光ファイバ用ガラス母材の製造
方法であって、一体化されたガラス母材の断面積をＳ１
とし、前記バーナーの水素ガス噴出ポートのガス噴出口
の断面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２を１０〜３０と
することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方
法。 - 【請求項２】 前記バーナーの酸素ガス噴出ポートのガ
ス噴出口の断面積をＳ３としたとき、Ｓ２／Ｓ３を５〜
７とすることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ
用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項３】 前記クラッド用ガラスパイプをコア用ガ
ラスロッドを横型旋盤で同心支持させることを特徴とす
る請求項１または２に記載の光ファイバ用ガラス母材の
製造方法。 - 【請求項４】 クラッド用ガラスパイプにコア用ガラス
ロッドを挿入し、減圧しながらバーナーで前記クラッド
用ガラスパイプを加熱軟化させて潰し、前記コア用ガラ
スロッドと一体化させる光ファイバ用ガラス母材の製造
装置であって、前記クラッド用ガラスパイプをコア用ガ
ラスロッドを同心支持させる横型旋盤装置を備え、一体
化されたガラス母材の断面積をＳ１としたとき、前記バ
ーナーの水素ガス噴出ポートのガス噴出口の断面積Ｓ２
を前記Ｓ１の１／１０〜１／３０としたことを特徴とす
る光ファイバ用ガラス母材の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001218581A JP3788503B2 (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001218581A JP3788503B2 (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003034546A true JP2003034546A (ja) | 2003-02-07 |
| JP3788503B2 JP3788503B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=19052744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001218581A Expired - Fee Related JP3788503B2 (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3788503B2 (ja) |
-
2001
- 2001-07-18 JP JP2001218581A patent/JP3788503B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3788503B2 (ja) | 2006-06-21 |
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