JP2003238186A - 光ファイバ用母材の加工方法 - Google Patents
光ファイバ用母材の加工方法Info
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Abstract
上する。 【解決手段】 光ファイバ用母材1を火炎研削する際、
バーナとして、燃焼ガスを噴出する噴出口10と、この
噴出口10内に散在配置された複数の助燃性ガス供給管
路11、11、…とを備え、これらの助燃性ガス供給管
路11、11、…が、前記噴出口10の中心線上の一点
Fを焦点として該焦点を指向して延設されている焦点型
バーナ7を用い、該焦点型バーナ7の噴出口10の端面
から光ファイバ用母材1の表面までの距離dを、該焦点
型バーナ7の焦点距離fの0.5〜1倍とする。さら
に、前記焦点型バーナ7として、焦点距離fが200〜
300mmのものを用いることにより、焦点型バーナ7
の噴出口10の端面から光ファイバ用母材1の表面まで
の距離dが、長すぎたり短すぎたりすることがなく、実
施が一層容易になる。
Description
を火炎研削して加工する方法に関し、特に研削効率を向
上する方法に関する。
れ等の除去と、外径の調整を一工程にて行うことができ
る方法として、火炎研削法が知られている。火炎研削法
は、光ファイバ用母材を軸中心に回転させながら、その
長手方向に沿って移動するバーナによって加熱して、該
光ファイバ用母材の表面のガラス中のSiO2等の成分
を熱分解して除去するものである。これにより、表面の
傷や汚れ等の除去するとともに、外径が太い部分の表面
を除去することによって、光ファイバ用母材の外径を調
整することができる。
工に用いられるバーナとしては、種々の構造のバーナが
用いられている。火炎研削の効率を向上させるために
は、大きな火力の得られるバーナが好ましいと考えられ
る。従来、大きな火力の得られるバーナの1つとして、
焦点型バーナが知られている。
を示す。この焦点型バーナ7は、燃焼ガスを噴出する噴
出口10と、該噴出口10内に散在配置された複数の助
燃性ガス供給管路11、11、…とを備えている。そし
て、これらの助燃性ガス供給管路11、11、…は、前
記噴出口10の中心線上の一点F(「焦点」と呼ばれ
る)を指向して延設されている。そして、噴出口10の
端面から前記焦点Fまでの距離fを、焦点型バーナ7の
焦点距離という。このような焦点型バーナ7によれば、
助燃性ガスの流れが前記焦点Fに向かって集束し、この
焦点F付近にて燃料ガスの流れと助燃性ガスの流れとが
交差し、効果的に混合されるようになるので、大きな火
力が得られる。
出発材上にガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用母材
を形成するためのガラス微粒子合成用バーナとして用い
られているものである。そして、助燃性ガスと燃料ガス
との混合を円滑にするため、前記出発材は、焦点Fより
遠くに配置されている。ガラス微粒子合成用であれば、
出発材を焦点Fより遠くに配置しても、焦点F付近で効
率的に合成されたガラス微粒子を出発材に堆積させるこ
とができるので、差し支えない。
いる場合、加工対象である光ファイバ用母材を焦点Fよ
り遠くに配置すると、該光ファイバ用母材に十分な熱量
が伝えられず、研削速度が低いという問題がある。傷や
汚れなどを除去することを目的とするならば、使用可能
であるが、外径を調整するための目的では、期待される
ほどの効率が得られない。
解消し、光ファイバ用母材の火炎研削の研削効率を向上
することを課題とする。
ーナの効果を最大限に引き出すために鋭意研究した結
果、焦点型バーナの噴出口の端面から光ファイバ用母材
の表面までの距離と、焦点型バーナの焦点距離とに適切
な範囲があることを見いだし、本発明に至った。すなわ
ち、前記課題を解決するため、本発明は、バーナを用い
て光ファイバ用母材の表面を加熱して火炎研削を行う光
ファイバ用母材の加工方法において、前記バーナとし
て、燃焼ガスを噴出する噴出口と、この噴出口内に散在
配置された複数の助燃性ガス供給管路とを備え、これら
の助燃性ガス供給管路が、前記噴出口の中心線上の一点
を焦点として該焦点を指向して延設されている焦点型バ
ーナを用い、焦点型バーナの焦点距離を、該焦点型バー
ナの噴出口の端面から前記焦点までの距離として定義す
るとき、前記焦点型バーナの噴出口の端面から前記光フ
ァイバ用母材の表面までの距離を、前記焦点距離の0.
5〜1倍とするファイバ用母材の加工方法である。これ
により、火炎研削の研削効率が大いに向上される。さら
に、実施を一層容易にするためには、焦点距離が200
〜300mmの焦点型バーナを用いることが好ましい。
発明を詳しく説明する。図1は、本発明の光ファイバ用
母材の加工方法に用いられる装置の一例を示す図であ
る。図1において、符号1は、光ファイバ用母材であ
る。光ファイバ用母材1は、支持フレーム2に取り付け
られた第1および第2のチャック3、4により把持され
ている。第1のチャック3は、第1のモータ5に連結さ
れており、この第1のモータ5の回転により、光ファイ
バ用母材1が軸回転させられるようになっている。
母材1の長手方向に沿って、ボールネジ6が設けられて
おり、このボールネジ6上に焦点型バーナ7が取り付け
られている。焦点型バーナ7は、所定の間隔を介して光
ファイバ用母材1の側面に向けられており、第2のモー
タ8の動力によって、ボールネジ6上を往復運動できる
ようになっている。
述したように、燃焼ガスを噴出する噴出口10と、該噴
出口10内に散在配置され、前記噴出口10の中心線上
の一点を焦点Fとして、該焦点Fを指向して延設されて
いる複数の助燃性ガス供給管路11、11、…とを備え
ているバーナである。そして、焦点型バーナ7の焦点距
離fは、前記焦点Fと、噴出口10の端面との距離とし
て定義される。焦点型バーナ7の構造、助燃性ガス供給
管路11、11、…の本数、燃料ガスや助燃性ガスの種
類は、特に限定されない。焦点型バーナ7の素材として
は、適切な金属などを用いてもよいが、一般的には、融
点が高くて熱変形しにくく、かつ光ファイバ用母材1を
汚染しにくいことから、石英を用いることが好ましい。
7の噴出口10の端面から光ファイバ用母材1の表面ま
での距離dを調節して、0.5≦d/f≦1となるよう
に、光ファイバ用母材1と焦点型バーナ7とを配置す
る。さらに好ましくは、0.5≦d/f≦0.9とす
る。上述の装置および条件を用いて、光ファイバ用母材
1を加熱して火炎研削を行うことにより、火炎研削の効
率が向上する。
型バーナ7の噴出口10の端面から光ファイバ用母材1
の表面までの距離dが長いことになり、光ファイバ用母
材1の表面の加熱が不十分になるので、火炎研削の効率
が低下する。しかしながら、前記距離比d/fが0.5
未満では、焦点型バーナ7の噴出口10の端面から光フ
ァイバ用母材1の表面までの距離dが短すぎ、光ファイ
バ用母材1から除去されたガラスの煤が、焦点型バーナ
7の先端などに付着して、該焦点型バーナ7の寿命を縮
めたり、火炎が光ファイバ用母材1により照り返され
て、焦点型バーナ7が過度に加熱されて熱変形したりす
るおそれがあるので好ましくない。
離fが200〜300mmのものを用いることが好まし
い。焦点距離fが200mm未満の焦点型バーナ7を用
いた場合、前記距離比d/fを上記適切な範囲内として
も、光ファイバ用母材1との距離dが短いため、光ファ
イバ用母材1から除去された煤状のガラス成分の付着
や、火炎の照り返しによる焦点型バーナ7の材料の劣化
の程度が、焦点距離fが200〜300mmの焦点型バ
ーナ7を用いた場合に比して、大きくなる。また、焦点
距離fが300mmを超えるものであると、装置全体の
大きさが大きくなり、コストが増大する。
は、一般的には、助燃性ガスを酸素とし、燃料ガスを水
素として、酸水素火炎とすることが好ましい。しかしな
がら、光ファイバ用母材1を加工するのに十分な高温
(1500℃以上)が得られる限り、他のガスを用いる
ことも差し支えない。例えば、燃料ガスとして、水素の
他、プロパン、ブタン、天然ガスなど、または、これら
の中の複数種の混合ガスを用いてもよい。
の制限も設けられず、気相軸付け法(VAD法)、外付
け法(OVD法)、内付け法(CVD法、MCVD法、
PCVD法)、ロッドインチューブ法など、いずれの製
法により製造された光ファイバ用母材1にも適用でき
る。また、光ファイバ用母材1の種類にも制限はなく、
シングルモード光ファイバ用母材、分散シフト光ファイ
バ用母材、カットオフシフト光ファイバ用母材、分散補
償光ファイバ用母材など、いかなる光ファイバのための
母材でもよい。
タ5により軸回転させ、かつ、第2のモータを用いて、
焦点型バーナ7を光ファイバ用母材1の長手方向に沿っ
て移動させながら、所定の時間加熱して、光ファイバ用
母材1を火炎研削する。光ファイバ用母材1を加熱する
時間は、特に制限されず、従来行われているように、傷
や汚れ、外径の不均一さが十分に除去されるまで加熱す
る。
ファイバ用母材1の表面をセンサやモニタカメラなどを
用いて観察したり、外径測定器で外径を測定したりする
ことが好ましい。このようにして火炎研削された光ファ
イバ用母材を加熱溶融して線引きすることにより、外径
変動が小さく、特性の優れた光ファイバを製造すること
ができる。
しく説明する。
mmのシングルモード光ファイバ用母材1を図1に示す
加工装置に配置した。焦点型バーナ7としては焦点距離
fが240mmの石英製焦点型バーナ7を用いた。水素
の流量を600リットル/分、酸素の流量を240リッ
トル/分とした。そして、焦点型バーナ7の噴出口10
の端面から光ファイバ用母材1の表面までの距離dを5
通りに変化させて酸水素火炎を用いて火炎研削を行い、
それぞれの回の研削速度を測定した。この結果を表1お
よび図3に示す。
ファイバ用母材1の表面までの距離dが、285mm
(d/f=119%)の時には、研削速度は1.71g
/分であったが、前記距離dを短くするにつれて研削速
度は増加し、前記距離dが135mm(d/f=56
%)の時には、研削速度は2.39g/分となった。焦
点型バーナ7の噴出口10の端面から光ファイバ用母材
1の表面までの距離dが110mm(d/f=46%)
の時には、火炎研削により除去されたガラスの煤が該焦
点型バーナ7の先端部に付着し、さらに、光ファイバ用
母材1からの照り返しにより、焦点型バーナ7の先端部
が変形して、火炎研削を継続することができなくなっ
た。
mmのシングルモード光ファイバ用母材1を図1に示す
加工装置に配置した。焦点距離fの異なる5種類の石英
製焦点型バーナ7を用意し、それぞれの焦点型バーナ7
について、焦点型バーナ7の噴出口10の端面から光フ
ァイバ用母材1の表面までの距離dが135mmとなる
ように焦点型バーナ7と光ファイバ用母材1との配置を
調節した。水素の流量を600リットル/分、酸素の流
量を240リットル/分として酸水素火炎を用いて火炎
研削を行い、前記それぞれの焦点型バーナ7を用いた場
合の研削速度を測定した。この結果を表2および図4に
示す。
%)の焦点型バーナを用いた場合には研削速度は1.6
8g/分であったが、焦点距離fを長くするにつれて研
削速度は増加し、焦点距離fが240mm(d/f=5
6%)の焦点型バーナを用いた時には、研削速度は2.
39g/分となった。焦点距離fが300mm(d/f
=45%)である焦点型バーナ7を用いた時には、火炎
研削により除去されたガラスの煤が該焦点型バーナ7の
先端部に付着し、さらに、光ファイバ用母材1からの照
り返しにより、焦点型バーナ7の先端部が変形して、火
炎研削を継続することができなくなった。
炎を用いて、前記具体例1、2と同様にして火炎研削を
行ったところ、焦点型バーナ7の噴出口10の端面から
光ファイバ用母材1の表面までの距離dと、焦点型バー
ナ7の焦点距離fとの距離比d/fが0.5〜1である
時に高い研削速度が得られ、しかも、ガラスの煤の付着
が見られなかった。前記距離比d/fが1を超えた場
合、研削速度が著しく低下した。また、前記距離比d/
fが0.5未満の時には焦点型バーナ7の先端部が変形
して、火炎研削を継続することができなくなった。
光ファイバ用母材の火炎研削の研削効率が著しく向上す
る。このようにして火炎研削された光ファイバ用母材を
加熱溶融して線引きすることにより、外径変動が小さ
く、特性の優れた光ファイバを製造することができる。
これにより、光ファイバの製造工程の生産性が高めら
れ、製造コストが低減する。
である。
光ファイバ用母材との配置を説明する図である。
用母材の表面までの距離dと研削速度の関係の一例を示
すグラフである。
の一例を示すグラフである。
である。
口、11…助燃性ガス供給管路、F…焦点型バーナの焦
点。
Claims (2)
- 【請求項1】 バーナを用いて光ファイバ用母材の表面
を加熱して火炎研削を行う光ファイバ用母材の加工方法
において、 前記バーナとして、燃焼ガスを噴出する噴出口と、この
噴出口内に散在配置された複数の助燃性ガス供給管路と
を備え、これらの助燃性ガス供給管路が、前記噴出口の
中心線上の一点を焦点として該焦点を指向して延設され
ている焦点型バーナを用い、 焦点型バーナの焦点距離を、該焦点型バーナの噴出口の
端面から前記焦点までの距離として定義するとき、 前記焦点型バーナの噴出口の端面から前記光ファイバ用
母材の表面までの距離を、前記焦点距離の0.5〜1倍
とすることを特徴とする光ファイバ用母材の加工方法。 - 【請求項2】 前記焦点型バーナは、焦点距離が200
〜300mmのものを用いることを特徴とする請求項1
に記載の光ファイバ用母材の加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002037112A JP2003238186A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 光ファイバ用母材の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002037112A JP2003238186A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 光ファイバ用母材の加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003238186A true JP2003238186A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27778812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002037112A Pending JP2003238186A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 光ファイバ用母材の加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003238186A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101035467B1 (ko) | 2008-02-27 | 2011-05-18 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 광섬유용 모재의 퇴적용 버너 |
-
2002
- 2002-02-14 JP JP2002037112A patent/JP2003238186A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101035467B1 (ko) | 2008-02-27 | 2011-05-18 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 광섬유용 모재의 퇴적용 버너 |
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