JP4443433B2 - Optical fiber preform drawing method - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバの母材を延伸させる光ファイバ母材延伸装置及び光ファイバ母材延伸方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber preform stretching apparatus and an optical fiber preform stretching method for stretching an optical fiber preform.
光ファイバは、一般に以下の手順を経て製造される。
まず、ＶＡＤ（Vapor phase Axial Deposition）法などにより、コアとなる部分を含むガラス微粒子の堆積体を製作し、その後、この堆積体を焼結することにより中間母材を得る。次に、中間母材の外側にガラスの微粒子を堆積させ、高温下でガラス化することにより光ファイバ母材を得る。そして、この光ファイバ母材を線引き（延伸）することにより光ファイバを得ることができる。
An optical fiber is generally manufactured through the following procedure.
First, a glass fine particle deposit including a core portion is manufactured by a VAD (Vapor phase Axial Deposition) method or the like, and then the intermediate is obtained by sintering the deposit. Next, an optical fiber preform is obtained by depositing glass fine particles on the outside of the intermediate preform and vitrifying it at a high temperature. An optical fiber can be obtained by drawing (stretching) the optical fiber preform.
図１１は、上記のような光ファイバ母材延伸装置の構成を示す図である。
この光ファイバ母材延伸装置１０１は、光ファイバ母材１０６を送り出す送り側チャック部１０２と、光ファイバ母材１０６を引き取る引き側チャック部１０３と、光ファイバ母材１０６を加熱するヒータ部１０５を内部に備える加熱炉１０４とからなる。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the optical fiber preform stretching apparatus as described above.
This optical fiber
この光ファイバ母材延伸装置１０１は、加熱炉１０４内で光ファイバ母材１０６を加熱し、送り側チャック部１０２の下降（送出）速度より早い速度で引き側チャックを下降させることにより光ファイバ母材１０６に張力を付与し、これを延伸させる。
しかしながら、上記の光ファイバ母材延伸装置においては、以下に示すような解決すべき課題が存在する。
近年、光ファイバの製造コストの低減のため、母材の大型化ならびに長尺化が進んでいるが、特に長尺化に母材の外径変動が大きくなるという問題が発生している。
However, the above-described optical fiber preform stretching apparatus has the following problems to be solved.
In recent years, in order to reduce the manufacturing cost of an optical fiber, the base material has been increased in size and lengthened, but in particular, there is a problem that the outer diameter fluctuation of the base material becomes large due to the increase in length.
これは、母材の透明化を行う工程において生じる問題であり、多孔質ガラス母材を吊り下げ、加熱領域を通過させ、これにより透明化する場合には、多孔質ガラス母材の加熱領域より下方にある部分が重なり、下方向に引き伸ばそうとする力が発生し、多孔質ガラス母材が引き伸ばされる。 This is a problem that occurs in the process of transparentizing the base material. When the porous glass base material is suspended and allowed to pass through the heating region, and this makes it transparent, the heating region of the porous glass base material The lower portion is overlapped, and a force to stretch downward is generated, and the porous glass base material is stretched.
この透明化処理が進行し、多孔質ガラス母材が下方に移動し、加熱領域が多孔質ガラス母材の上部に位置するようになると、この多孔質ガラス母材の加熱領域より下の部分が大きくなるため、この部分の重量が増加し、この重量に引かれて外径が小さくなる。 When this clearing process proceeds, the porous glass base material moves downward, and the heating region is positioned above the porous glass base material, the portion below the heating region of the porous glass base material becomes Since it becomes larger, the weight of this part increases, and the outer diameter is reduced by being pulled by this weight.
このため、透明化処理により得られる透明ガラス母材の外径は、概して、上端に近いほど細く、下端に近いほど太くなる。また、この透明ガラス母材の外径変動は、多孔質ガラス母材が長尺になるほど大きくなる。 For this reason, the outer diameter of the transparent glass base material obtained by the clearing treatment is generally thinner as it is closer to the upper end and thicker as it is closer to the lower end. Moreover, the outer diameter fluctuation | variation of this transparent glass base material becomes so large that a porous glass base material becomes long.
以下、上記の問題の原因について説明する。
上記の延伸処理においては、上下（送り側及び引き側）のチャック部の速度差により母材を変形させるが、加熱炉内部に送り込む母材体積と加熱炉から出る母材の体積は等しい。
Hereinafter, the cause of the above problem will be described.
In the above stretching process, the base material is deformed by the speed difference between the upper and lower (feeding side and pulling side) chuck portions, but the base material volume fed into the heating furnace and the base material coming out of the heating furnace are equal.
つまり、「元母材体積＝延伸後母材体積」、「送り側速度×元母材半径＾２×円周率＝引き取り側速度×目標延伸径＾２×円周率」、「送り速度：引き取り側速度＝元母材半径＾２：目標延伸径＾２」の関係により、チャック部の速度比は元母材径（以下、基準母材径）の２乗と目標延伸径の２乗の比により定まり、この速度差でチャック部を動かすことで目標通りの延伸が可能となる。 That is, “original base material volume = base material volume after stretching”, “feed side speed × original base material radius ^ 2 × circumferential ratio = take-up side speed × target stretched diameter ^ 2 × circumferential ratio”, “feed speed: The speed ratio of the chuck portion is the square of the original base material diameter (hereinafter referred to as the reference base material diameter) and the square of the target extension diameter due to the relationship of take-up side speed = original base material radius ^ 2: target extension diameter ^ 2. The ratio is determined by the ratio, and by moving the chuck portion with this speed difference, it becomes possible to stretch as intended.
しかしながら、延伸工程が進行するにつれて、加熱炉内の断熱材は発熱体から熱量を受け取ることにより温度が上昇し、ガラス母材の未軟化部を輻射熱で加熱するとともに、ガラス母材の加熱軟化部から未軟化部に熱が伝導する。このため、元母材外径から目標とする延伸径に変化している間の距離（以下、母材の外径変動領域）が変化する。つまり、図１２（ａ）に示すように、延伸開始時には短いが、図１２（ｂ）に示すように、延伸工程が進むにつれて長くなる。 However, as the stretching process progresses, the temperature of the heat insulating material in the heating furnace rises by receiving the amount of heat from the heating element, and heats the unsoftened part of the glass base material with radiant heat. Heat is conducted from the unsoftened part. For this reason, the distance (henceforth the outer diameter fluctuation | variation area | region of a preform | base_material) changes while changing from the original preform | base_material outer diameter to the target extending | stretching diameter. That is, as shown in FIG. 12 (a), it is short at the start of stretching, but becomes longer as the stretching process proceeds as shown in FIG. 12 (b).
この際の変化量は、延伸速度が遅い場合には小さく、延伸速度が速くなると大きくなる。このため、延伸開始直後と終了間際では送り側速度と引き取り側速度との比率を定める元母材径の位置（基準外径位置）がずれる。このために、計算での速度と実際に目標延伸径にするための必要な速度に差が生じてしまい延伸径の変動が生じていた。 The amount of change at this time is small when the stretching speed is low, and is large when the stretching speed is high. For this reason, the position (reference outer diameter position) of the original base material diameter that determines the ratio between the feed side speed and the take-up side speed immediately after the start of stretching and just before the end. For this reason, a difference has occurred between the calculated speed and the speed required to actually obtain the target stretched diameter, resulting in fluctuations in the stretched diameter.
また、従来は、延伸する前の母材の外径変動が小さかったり、延伸速度が遅かったりしたために問題とはならなかったが、前記の母材の長尺化（大型化）と、処理の高速化により顕著な問題となっている。 In addition, conventionally, there was no problem because the fluctuation of the outer diameter of the base material before stretching was small or the stretching speed was slow, but the length of the base material (upsizing) and the processing This is a prominent problem due to the increase in speed.
このような事情に鑑み本発明は、光ファイバ母材の外径変動の影響を受けずに、適切に延伸を行うことが可能な光ファイバ母材延伸装置及び光ファイバ母材延伸方法を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides an optical fiber preform stretching apparatus and an optical fiber preform stretching method that can be appropriately stretched without being affected by fluctuations in the outer diameter of the optical fiber preform. For the purpose.
本発明に係る光ファイバ母材延伸方法は、長尺状で長手方向に沿って外径変動した光ファイバ母材の一端側を送り側チャックで把持し、前記光ファイバ母材の他端側を引き側チャックで把持し、前記送り側チャックと前記引き側チャックとを同一方向に移動させながら前記光ファイバ母材を加熱炉で加熱して延伸する光ファイバ母材延伸方法であって、前記加熱炉のヒータ近傍に、前記送り側チャックの送り速度と前記引き側チャックの引き速度とを算出するための前記光ファイバ母材の基準外径値を決める基準外径位置が定められ、前記光ファイバ母材の長手方向に沿って外径値を測定して、前記光ファイバ母材の長手方向の各位置に対する外径値を含む位置外径情報を取得し、前記基準外径位置に対応する光ファイバ母材の外径値を前記位置外径情報から求めて前記基準外径値とし、前記光ファイバ母材の基準外径値と目標延伸径とから、前記加熱炉へ送られる光ファイバ母材送出量と前記加熱炉から引き出される光ファイバ母材引出量とが同じとなるように前記送り速度と前記引き速度とを算出し、前記送り側チャックと前記引き側チャックとを、算出された送り速度と引き速度とで同一方向に移動させながら前記光ファイバ母材を前記加熱炉で加熱して延伸加工し、前記延伸加工中、前記光ファイバ母材の延伸径を測定し、前記光ファイバ母材の延伸径と前記目標延伸径とにずれが生じたときに、前記基準外径位置を前記位置外径情報に基づいて前記光ファイバ母材の延伸径と前記目標延伸径とのずれを修正するために、前記光ファイバ母材に沿う方向に移動することを特徴とする。In the optical fiber preform drawing method according to the present invention, the one end side of the optical fiber preform whose outer diameter is varied along the longitudinal direction is gripped by a feeding chuck, and the other end side of the optical fiber preform is An optical fiber preform stretching method in which the optical fiber preform is heated and stretched in a heating furnace while being gripped by a pull chuck and moving the feed chuck and the pull chuck in the same direction. A reference outer diameter position for determining a reference outer diameter value of the optical fiber preform for calculating the feed speed of the feed side chuck and the pull speed of the pull side chuck is determined in the vicinity of the heater of the furnace, and the optical fiber A light corresponding to the reference outer diameter position is obtained by measuring an outer diameter value along the longitudinal direction of the preform, obtaining position outer diameter information including an outer diameter value for each position in the longitudinal direction of the optical fiber preform. The outer diameter value of the fiber preform Obtained from the outside diameter information as the reference outside diameter value, and from the reference outside diameter value of the optical fiber preform and the target stretched diameter, the optical fiber preform delivered to the heating furnace and drawn from the heating furnace The feeding speed and the pulling speed are calculated so that the optical fiber base material drawing amount is the same, and the feeding side chuck and the pulling side chuck are set in the same direction at the calculated feeding speed and the pulling speed. The optical fiber preform is heated by the heating furnace while being moved and stretched. During the stretching, the stretched diameter of the optical fiber preform is measured, and the stretched diameter of the optical fiber preform and the target stretched diameter are measured. In order to correct the deviation between the drawing diameter of the optical fiber preform and the target drawing diameter based on the position outside diameter information, the optical fiber preform is corrected when the deviation occurs in the reference outer diameter position. Specially moving in the direction along To.
本発明に係る光ファイバ母材延伸方法において、前記光ファイバ母材はテーパ状に形成され、前記送り側チャックは前記光ファイバ母材の小外径側を把持し、前記引き側チャックは前記光ファイバ母材の大外径側を把持し、前記延伸加工中、前記光ファイバ母材の延伸径が前記目標延伸径より大きくなるときに、前記基準外径位置を前記光ファイバ母材の引き出し側に移動することが好ましい。In the optical fiber preform stretching method according to the present invention, the optical fiber preform is formed in a tapered shape, the feed side chuck grips a small outer diameter side of the optical fiber preform, and the pull side chuck Grip the large outer diameter side of the fiber preform, and when the drawing diameter of the optical fiber preform becomes larger than the target drawing diameter during the drawing process, the reference outer diameter position is set to the drawing side of the optical fiber preform. It is preferable to move to.
本発明によれば、このような事情に鑑み本発明は、光ファイバ母材の外径変動の影響を受けずに、適切に延伸を行うことが可能となる。 According to the present invention, in view of such circumstances, the present invention can be appropriately stretched without being affected by fluctuations in the outer diameter of the optical fiber preform.
以下、本発明の光ファイバ母材延伸装置及び光ファイバ母材延伸方法についての説明を行う。
なお、以下の実施例は、あくまでも本発明の説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素又は全要素を含んだ各種の実施例を採用することが可能であるが、これらの実施例も本発明の範囲に含まれる。
また、実施例を説明するための全図において、同一の要素には同一の符号を付し、これに関する反復説明は省略する。
Hereinafter, the optical fiber preform stretching apparatus and the optical fiber preform stretching method of the present invention will be described.
The following examples are only for the purpose of explaining the present invention and do not limit the scope of the present invention. Accordingly, those skilled in the art can employ various embodiments including each or all of these elements, and these embodiments are also included in the scope of the present invention.
In all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are given to the same elements, and repeated explanation thereof is omitted.
図１は、本発明の第１の実施例に係る光ファイバ母材延伸装置１ａの構成図である。
この光ファイバ母材延伸装置１ａは、送りモータ部２と、螺子部３と、送り側チャック部４と、張力測定部５と、引きモータ部６と、螺子部７と、引き側チャック部８と、加熱炉９と、ヒータ部１０と、演算部１１と、制御部１２と、外径測定部１３とからなる。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical fiber preform stretching device 1a according to a first embodiment of the present invention.
The optical fiber preform drawing apparatus 1a includes a
送り側チャック部４は、送りモータ部２と、これから発せられた動力を伝達する螺子部３とにより駆動し、光ファイバ母材１４を下方へ送り出す。
The feed
一方、引き側チャック部８は、送りモータ部６と、これから発せられた動力を伝達する螺子部７とにより駆動し、光ファイバ母材１４を下方へ引く。
On the other hand, the pull-
光ファイバ母材１４は、加熱炉９内のヒータ部１０により加熱され、上記のチャック部４及び８の作用により延伸される。
The
張力測定部５は、光ファイバ母材にかかる張力を測定する。
The
演算部１１は、光ファイバ母材１４の移動速度や移動量等を算出する。
The
外径測定部１３は、光ファイバ母材１４の外径を測定する。
The outer
演算部１１は、外径測定部１３により測定された外径に基づいて送り側チャック部４の送り速度と引きチャック部８の引き速度とを算出する。
The
制御部１２は、演算部１１により演算された速度に基づいて送りモータ部２や引きモータ部６の回転数を制御する。また、ヒータ部１０の出力も制御する。
The
以下、上記の構成を有する光ファイバ母材延伸装置１ａにおける延伸処理の詳細について説明する。
本発明の光ファイバ母材延伸装置１ａにおいては、光ファイバ母材１４の送り側移動量と、この光ファイバ母材１４の延伸開始直後基準外径位置と延伸中盤の基準外径位置とを変更する。
Hereinafter, details of the stretching process in the optical fiber preform stretching apparatus 1a having the above-described configuration will be described.
In the optical fiber preform drawing apparatus 1a of the present invention, the feed-side movement amount of the optical fiber preform 14 and the reference outer diameter position immediately after starting the drawing of the optical fiber preform 14 and the reference outer diameter position of the drawing middle plate are changed. To do.
延伸開始時の光ファイバ母材１４の基準外径位置は、そのヒータ部１０の近傍にある部分を指す。
The reference outer diameter position of the optical fiber preform 14 at the start of stretching refers to a portion in the vicinity of the
延伸が開始されてしばらく経つと、加熱炉９内の断熱材の温度は、発熱体から受け取る熱量と炉体などに逃げる熱量とが等価となるため安定する。
After a while after the start of stretching, the temperature of the heat insulating material in the
また、光ファイバ母材１４の加熱軟化部から未軟化部への熱伝導による温度上昇も、炉体や雰囲気に逃げる熱量とが等価となるため安定する。
Further, the temperature rise due to heat conduction from the heat softened portion to the unsoftened portion of the
上記の状態になった時に基準外径位置を開始時の位置よりも引き取り側（下方）にずらす。以下、その詳細について説明する。 When the above state is reached, the reference outer diameter position is shifted to the take-off side (downward) from the starting position. The details will be described below.
従来の技術においては、図２（ａ）に示すように、延伸開始後に送り側チャックの移動量分だけ基準外径の位置を移動させて延伸速度を算出するのが従来の方法であるが、本発明においては、図２（ｂ）に示すように、送り側移動量と基準外径位置を延伸中で変更する。なお、望ましくは、延伸開始時から段階的に位置をずらしていくのがよい。 In the conventional technique, as shown in FIG. 2 (a), it is a conventional method to calculate the stretching speed by moving the position of the reference outer diameter by the amount of movement of the feed side chuck after starting stretching, In the present invention, as shown in FIG. 2B, the feed-side movement amount and the reference outer diameter position are changed during stretching. Desirably, the position should be shifted stepwise from the start of stretching.
基準外径位置を変更する時期やその量は、延伸速度、炉の構造、炉内温度などにより変化するが、母材径の変化には鈍感なため（延伸前の平均母材径が１０ｍｍ程度の変化では大きな影響はない）に、延伸速度や炉内温度などの作業条件が同じであれば、基準外径位置の変更する時期や変更する量を同じにしても十分に外径変動が低減できる。 The timing and amount of change of the reference outer diameter position varies depending on the stretching speed, furnace structure, furnace temperature, etc., but is insensitive to changes in the base material diameter (the average base material diameter before stretching is about 10 mm). However, if the working conditions such as the drawing speed and the furnace temperature are the same, the variation in the outer diameter can be reduced sufficiently even if the reference outer diameter position is changed and the amount of change is the same. it can.
上記のように基準外径位置を移動させることで、光ファイバ母材１４の延伸後の外径が太くなったり、細くなったりする。
By moving the reference outer diameter position as described above, the outer diameter of the
図４（ａ）に示すように、延伸径が太くなった場合は、途中までは基準母材径位置が合っているが、それ以降は基準外径位置が延伸開始位置側（図の左側）にずれている。 As shown in FIG. 4 (a), when the stretched diameter becomes thicker, the reference base material diameter position is matched up to the middle, but after that, the reference outer diameter position is the stretch start position side (left side of the figure). It is shifted to.
この理由としては、例えば、延伸前母材が図４（ａ）中の○の部分を延伸している場合、基準外径位置が開始位置側にずれていると、図３（ａ）に示すように、実際の母材径は○の位置の外径より大きくなる。このため、基準母材径を○の位置の外径として送り出しと引き取り速度の比を算出して延伸しても、実際の外径は太いので延伸径が細くなりきらずに延伸径が太くなり、図３（ｂ）に示すように、理想の外径、つまり母材の外径が一定とならない。 As the reason for this, for example, when the base material before stretching is stretched in the portion of ○ in FIG. 4A, the reference outer diameter position is shifted to the start position side, as shown in FIG. Thus, the actual base material diameter is larger than the outer diameter at the position of ◯. For this reason, even if the reference base material diameter is the outer diameter at the position of ○ and the ratio of the feeding and take-off speed is calculated and stretched, the actual outer diameter is thick, so the stretched diameter becomes thick without being thinned, As shown in FIG. 3B, the ideal outer diameter, that is, the outer diameter of the base material is not constant.
一方、図４（ｂ）に示すように、延伸径が細くなった場合、途中までは基準母材径位置が合っているが、それ以降は基準外径位置が延伸終了位置側（図の右側）にずれている。 On the other hand, as shown in FIG. 4 (b), when the stretched diameter is reduced, the reference base material diameter position is matched up to the middle, but after that, the reference outer diameter position is the stretch end position side (right side of the figure). ).
例えば、延伸前母材が太くなった場合と同じところを延伸しているとする．基準母材径位置が終了位置側にずれていると、実際の母材径は○の位置の外径より小さくなる。このため、基準母材径を○の位置の外径とし、これに基づいて送り出しと引き取り速度の比を算出して延伸しても、実際の外径は細いので延伸径が細くなりすぎる
したがって、実際に調整を行うにあたっては、上記のずれが生じ始めた位置が、基準外径位置を変更する位置となり、目標延伸径と実際に延伸した母材径との差からずれ量の調整量を見積もることができる。
For example, suppose that the same stretch as the base material before stretching is stretched. If the reference base material diameter position is shifted to the end position side, the actual base material diameter becomes smaller than the outer diameter at the position of ◯. For this reason, the reference base material diameter is set as the outer diameter at the position of ◯, and the ratio of the feeding speed and the take-off speed is calculated based on this, and the extension diameter becomes too thin because the actual outer diameter is thin. In the actual adjustment, the position at which the above-mentioned deviation starts to occur is the position to change the reference outer diameter position, and the adjustment amount of the deviation amount is estimated from the difference between the target drawn diameter and the actually drawn base material diameter. be able to.
また、光ファイバ母材１４としては、テーパ状になっているものを使用することが望ましい。
Further, as the
仮に、外径がほとんど一様な母材では、基準母材径位置がずれても延伸径が変わらないため、ずれ量や位置の見積もりができない。 If the base material has a substantially uniform outer diameter, even if the reference base material diameter position is shifted, the stretched diameter does not change.
図５は、上記の構成を有する光ファイバ母材延伸装置１ａの一連の動作を説明するための図である。
まず、ユーザからの指令により処理が開始されると（Ｓ５１）、外径測定部１３により光ファイバ母材１４の位置・外径情報が取得され（Ｓ５２）、送り側チャック部４の送り速度が演算部１１により算出され（Ｓ５３）、加工が開始される（Ｓ５４）。
FIG. 5 is a diagram for explaining a series of operations of the optical fiber preform stretching apparatus 1a having the above-described configuration.
First, when processing is started by a command from the user (S51), the position / outer diameter information of the
なお、上記のＳ５２における位置・外径情報は母材１４の外径値を含む。例えば、母材１４の全長が２０００ｍｍであり、その外径値が既知であり、また、送り側チャック部４が螺子部３の最上部に位置している際、これとヒータ部１０との距離は２５００ｍｍであり、次に、送り側チャック部４を７００ｍｍ下降させ、母材１４の下端を引き側チャック部８に固定した場合、母材１４の下端はヒータ部１０よりも２００ｍｍ下方に位置していることになる。
The position and outer diameter information in S52 in the above including the outer diameter value of the
加工が開始されると、光ファイバ母材１４の移動量が演算部１１により算出される（Ｓ５５）。なお、この移動量は、送りモータ部２及び引きモータ部６の回転数等から求められる。
When processing is started, the amount of movement of the
次に、算出された移動量から基準外径位置をずらす必要があるか否かが判定され（Ｓ５６）、必要があると判定された場合（Ｓ５６：Ｙｅｓ）は、外径基準位置の移動量及び送り速度の修正値が演算部１１により算出され（Ｓ５７）、外径基準位置が移動されるとともに送り速度値が修正される（Ｓ５８）。そして、光ファイバ母材１４が所望の外径となるまで延伸
されているか否かが判定され（Ｓ５９）、所望の外径となっている場合（Ｓ５９：Ｙｅｓ）は、加工が終了される（Ｓ６０）。
Next, it is determined whether or not the reference outer diameter position needs to be shifted from the calculated movement amount (S56). If it is determined that it is necessary (S56: Yes), the movement amount of the outer diameter reference position is determined. Then, the correction value of the feed speed is calculated by the calculation unit 11 (S57), the outer diameter reference position is moved, and the feed speed value is corrected (S58). Then, it is determined whether or not the
図６は、上記の構成を有する光ファイバ母材延伸装置１ａの一連の動作（別の例）を説明するための図である。
まず、ユーザからの指令により処理が開始されると（Ｓ６１）、外径測定部１３により光ファイバ母材１４の基準外径位置等に関する情報が取得され（Ｓ６２）、送り側チャック部４の送り速度が演算部１１により算出され（Ｓ６３）、
加工が開始される（Ｓ６４）。
FIG. 6 is a diagram for explaining a series of operations (another example) of the optical fiber preform stretching apparatus 1a having the above-described configuration.
First, when processing is started by a command from the user (S61), information regarding the reference outer diameter position of the
Processing is started (S64).
加工が開始されると、光ファイバ母材１４の移動量が演算部１１により算出され、外径値が外径測定部１３により測定され（Ｓ６５）、前記の移動量と外径値に基づいて、送り速度が算出され（Ｓ６６）、上記の各値に基づいて基準外径位置をずらす必要があるか否かが判定され（Ｓ６７）、必要があると判定された場合（Ｓ６７：Ｙｅｓ）は、外径基準位置の移動量及び送り速度の修正値が演算部１１により算出され（Ｓ６８）、外径基準位置が移動されるとともに送り速度値が修正される（Ｓ６９）。そして、光ファイバ母材１４が所望の外径となるまで延伸されているか否かが判定され（Ｓ７０）、所望の外径となっている場合（Ｓ７０：Ｙｅｓ）は、加工が終了される（Ｓ７１）。
When processing is started, the movement amount of the
次に、以上の構成を有する光ファイバ母材延伸装置１ａを用いて光ファイバ母材を延伸した場合と、従来の技術を用いて延伸を行った場合の差異について説明する。 Next, a difference between the case where the optical fiber preform is drawn using the optical fiber preform drawing apparatus 1a having the above configuration and the case where the drawing is performed using the conventional technique will be described.
＜比較例＞
外径１３０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの長手方向に外径変動のある母材を目標延伸径３０ｍｍで延伸を行った。なお、基準外径の位置は最後まで同じ位置で延伸を行った。
<Comparative example>
A base material having an outer diameter variation of 130 mm in outer diameter and 1000 mm in length in the longitudinal direction was stretched with a target stretching diameter of 30 mm. The standard outer diameter was stretched at the same position until the end.
延伸張力３００Ｎ、炉電力３０ｋＷとし、送り側の平均速度は３０ｍｍ／ｍｉｎであった。 The drawing tension was 300 N, the furnace power was 30 kW, and the average speed on the feed side was 30 mm / min.
その結果、延伸後母材にて、延伸前母材の外径変動と逆の傾向（引き始め側が細くなり、段々と太くなり、引き終わりでまた細くなる）が見られ、外径変動が３０ｍｍ±３ｍｍになった。 As a result, in the base material after stretching, a tendency opposite to the outer diameter variation of the base material before stretching (the drawing start side becomes thinner, gradually becomes thicker and becomes thinner at the end of drawing), and the outer diameter variation is 30 mm. It became ± 3 mm.
なお、図７（ａ）は延伸前の母材径及び長手方向位置を示す図であり、図７（ｂ）は延伸後の母材径及び長手方向位置を示す図である。 FIG. 7A is a diagram showing the base material diameter and longitudinal position before stretching, and FIG. 7B is a diagram showing the base material diameter and longitudinal position after stretching.
＜実施例＞
外径１３０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの長手方向に外径変動のある母材を目標延伸径３０ｍｍで延伸を行った。なお、基準外径の位置を送り側が１５０ｍｍ移動した時点から引き取り側に１５ｍｍずらして延伸を行った。
<Example>
A base material having an outer diameter variation of 130 mm in outer diameter and 1000 mm in length in the longitudinal direction was stretched with a target stretching diameter of 30 mm. In addition, it extended | stretched by shifting the position of a reference | standard outer diameter 15 mm to the taking-out side from the time of the feed side moving 150 mm.
延伸張力３００Ｎ、炉電力３０ｋＷとし、送り側の平均速度は３０ｍｍ／ｍｉｎであった。 The drawing tension was 300 N, the furnace power was 30 kW, and the average speed on the feed side was 30 mm / min.
その後、延伸後母材の外径変動が小さくなり、延伸前母材径の変動に応じた外径変動が見られない延伸径の変動は３０ｍｍ±０．５ｍｍとなった。 Thereafter, the variation in the outer diameter of the base material after stretching was reduced, and the variation in the stretched diameter in which no variation in the outer diameter corresponding to the variation in the base material diameter before stretching was found was 30 mm ± 0.5 mm.
なお、図８（ａ）は延伸前の母材径及び長手方向位置を示す図であり、図８（ｂ）は延伸後の母材径及び長手方向位置を示す図である。 FIG. 8A is a diagram showing the base material diameter and longitudinal position before stretching, and FIG. 8B is a diagram showing the base material diameter and longitudinal position after stretching.
図９は、本発明の第２の実施例（実施例２）に係る光ファイバ母材延伸装置１ｂの構成図である。
この光ファイバ母材延伸装置１ｂにおいては、加熱炉９内部のヒータ部１０の下側に外径測定部１３が配置されており、このため、延伸中であっても即時的に外系を測定できる。
FIG. 9 is a configuration diagram of an optical fiber
In this optical fiber
図１０は、本発明の第３の実施例（実施例３）に係る光ファイバ母材延伸装置１ｃの構成図である。
この光ファイバ母材延伸装置１ｃにおいては、加熱炉９の外部の上側に外径測定部１３が配置されている。このため、延伸前に外径を測定でき、これにより測定に要する時間を短縮できる。
FIG. 10 is a configuration diagram of an optical fiber
In the optical fiber
なお、上記の光ファイバ母材延伸装置を用いた光ファイバ母材延伸方法も本発明の範囲に含まれる。 An optical fiber preform stretching method using the above optical fiber preform stretching device is also included in the scope of the present invention.
以上のとおり、本発明によれば、光ファイバ母材の外径変動の影響を受けずに、適切に延伸を行うことが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to appropriately perform stretching without being affected by fluctuations in the outer diameter of the optical fiber preform.
また、これにあたって装置に大規模な改修を施す必要がないため、簡易的に上記の効果を奏する装置を実現できる。 In addition, since it is not necessary to make a large-scale refurbishment of the apparatus at this time, an apparatus having the above effects can be realized simply.
１ａ、１ｂ、１ｃ 光ファイバ母材延伸装置
２ 送りモータ部
３、７ 螺子部
４ 送り側チャック部
５ 張力測定部
６ 引きモータ部
８ 引き側チャック部
９ 加熱炉
１０ ヒータ部
１１ 演算部
１２ 制御部
１３ 外径測定部
１４ 光ファイバ母材
１０１ 従来の光ファイバ母材延伸装置
１０２ 従来例における送り側チャック部
１０３ 従来例における引き側チャック部
１０４ 従来例における加熱炉
１０５ 従来例におけるヒータ部
１０６ 従来例における光ファイバ母材
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記加熱炉のヒータ近傍に、前記送り側チャックの送り速度と前記引き側チャックの引き速度とを算出するための前記光ファイバ母材の基準外径値を決める基準外径位置が定められ、In the vicinity of the heater of the heating furnace, a reference outer diameter position that determines a reference outer diameter value of the optical fiber preform for calculating the feed speed of the feed side chuck and the pull speed of the pull side chuck is determined,
前記光ファイバ母材の長手方向に沿って外径値を測定して、前記光ファイバ母材の長手方向の各位置に対する外径値を含む位置外径情報を取得し、Measure the outer diameter value along the longitudinal direction of the optical fiber preform to obtain position outer diameter information including the outer diameter value for each position in the longitudinal direction of the optical fiber preform,
前記基準外径位置に対応する光ファイバ母材の外径値を前記位置外径情報から求めて前記基準外径値とし、Obtaining the outer diameter value of the optical fiber preform corresponding to the reference outer diameter position from the position outer diameter information as the reference outer diameter value,
前記光ファイバ母材の基準外径値と目標延伸径とから、前記加熱炉へ送られる光ファイバ母材送出量と前記加熱炉から引き出される光ファイバ母材引出量とが同じとなるように前記送り速度と前記引き速度とを算出し、From the reference outer diameter value of the optical fiber preform and the target stretched diameter, the optical fiber preform delivery amount sent to the heating furnace and the optical fiber preform withdrawal amount drawn from the heating furnace are the same. Calculate the feed speed and the pulling speed,
前記送り側チャックと前記引き側チャックとを、算出された送り速度と引き速度とで同一方向に移動させながら前記光ファイバ母材を前記加熱炉で加熱して延伸加工し、The optical fiber preform is heated and stretched in the heating furnace while moving the feed side chuck and the pull side chuck in the same direction at the calculated feed speed and pull speed,
前記延伸加工中、前記光ファイバ母材の延伸径を測定し、前記光ファイバ母材の延伸径と前記目標延伸径とにずれが生じたときに、前記基準外径位置を前記位置外径情報に基づいて前記光ファイバ母材の延伸径と前記目標延伸径とのずれを修正するために、前記光ファイバ母材に沿う方向に移動することを特徴とする光ファイバ母材延伸方法。During the drawing process, the drawing diameter of the optical fiber preform is measured, and when there is a deviation between the drawing diameter of the optical fiber preform and the target drawing diameter, the reference outside diameter position is determined as the position outside diameter information. In order to correct the deviation between the stretched diameter of the optical fiber preform and the target stretched diameter, the optical fiber preform is stretched in a direction along the optical fiber preform.
前記光ファイバ母材はテーパ状に形成され、前記送り側チャックは前記光ファイバ母材の小外径側を把持し、前記引き側チャックは前記光ファイバ母材の大外径側を把持し、The optical fiber preform is formed in a tapered shape, the feed side chuck grips the small outer diameter side of the optical fiber preform, the pull side chuck grips the large outer diameter side of the optical fiber preform,
前記延伸加工中、前記光ファイバ母材の延伸径が前記目標延伸径より大きくなるときに、前記基準外径位置を前記光ファイバ母材の引き出し側に移動することを特徴とする光ファイバ母材延伸方法。An optical fiber preform characterized in that, during the stretching process, when the stretched diameter of the optical fiber preform becomes larger than the target stretched diameter, the reference outer diameter position is moved to the drawing-out side of the optical fiber preform. Stretching method.
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