[发明专利]玻璃母材悬吊机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤用玻璃母材制造装置或光纤拉丝装置，尤其涉及一种玻璃母材悬吊机构，能够得到弯曲、偏芯、非圆较小的高精度的制品。

背景技术

光纤在其中心具有使光通过的高折射率的纤芯并在其周围具有低折射率的包层。现有的光通信用光纤中主要使用石英玻璃，纤芯的直径约为9μm，包层的直径约为125μm。

作为通信用光纤所需的重要特性可以举出：包层的非圆率较小、纤芯中心相对于包层中心的偏芯率（以下简称为偏芯率）较小。如果非圆率和偏芯率较大，则在对光纤与光纤进行连接时，由于纤芯彼此偏移，从而造成连接损耗变大。

光纤是通过对被称为光纤用玻璃母材（以下简称为玻璃母材）的圆柱状玻璃棒从其下端开始进行加热拉伸而制成，作为原料的玻璃母材的非圆率和偏芯率在光学特性上变得很重要。而且，在玻璃母材发生弯曲或在将玻璃母材装设于光纤制造装置上时从竖直方向偏移等情况下，有时光纤的偏芯率及非圆率比原料玻璃母材的偏芯率及非圆率还要大。

光纤用玻璃母材是经过：制造多孔质玻璃母材的汽相轴向沉积（Vapor Axial Deposition，VAD）工序和外部汽相沉积（Outside Vapor Deposition，OVD）工序等沉积工序、烧结多孔质玻璃母材的烧结工序、对得到的大型玻璃母材进行加热拉伸以调整成适合于光纤制造的尺寸的拉伸工序等制造而成，但此时，大多是纵向悬吊着进行处理。例如，在VAD工序中，使沉积体沉积在垂直悬吊的初始部件的前端来制造多孔质玻璃母材。另外，在纵型OVD工序中，使沉积体沉积在垂直悬吊的初始部件的侧面来制造多孔质玻璃母材。在烧结工序中，将在VAD工序和OVD工序中得到的多孔质玻璃母材垂直悬吊并在加热炉中进行透明玻璃化。即便在拉伸工序中也将玻璃母材垂直悬吊着进行加热。

为了减小偏芯和非圆，将玻璃母材和初始部件竖直朝下正确地悬吊是非常重要的。例如，在烧结工序中对多孔质玻璃母材进行透明玻璃化时，如果不能够确保多孔质玻璃母材的竖直，则会只在某个方向与加热炉的距离接近，该部分的温度变得比圆周方向的其他部分更高。温度变高的部分会优先进行透明玻璃化，使多孔质玻璃的收缩在圆周方向上不均匀，从而产生弯曲、偏芯、非圆。

另外，如果在拉伸工序中玻璃母材也偏离竖直方向，则圆周方向的加热状态无法变得均匀，当通过拉伸而施加牵引力时，有时会产生弯曲和非圆。进一步地，如果在拉丝工序中玻璃母材也偏离竖直方向，则炉内气流的对称性被破坏，从而产生光纤的直径波动和被称为光纤卷曲（fiber curl）的弯曲、以及光纤的偏芯和非圆。

如上所述，将玻璃母材和初始母材在各装置中竖直悬吊是非常重要的。另外，如果玻璃母材和初始母材与装置的连接部没有紧密结合，通过旋转力和牵引力很容易造成玻璃母材的中心错位，破坏竖直性，造成与从一开始就没有竖直悬吊时相同的后果。

作为现有玻璃母材悬吊机构，如专利文献1及专利文献2所记载的那样，在悬吊部件（玻璃母材的手柄部分）的侧面设置楔状的缺口部，使位于悬吊轴管的横孔与悬吊部件的缺口部相配合，通过悬吊栓进行接合。另外，如专利文献3所记载的那样，设置横孔以贯穿悬吊部件的中心轴线，使位于悬吊轴管的横孔与悬吊部件的横孔相配合，通过悬吊栓进行接合。

现有技术文献：

专利文献1：日本特开平03-012336号公报

专利文献2：日本特许第4,309,550号

专利文献3：日本特许第4,018,247号

发明内容

发明要解决的问题

使用图5对专利文献1及专利文献2中记载的在悬吊部件的侧面设置楔状缺口部，使位于悬吊轴管的横孔与缺口部相配合，通过悬吊栓进行接合的方法中所存在的问题进行说明。

使位于悬吊轴管3侧面的横孔4与设置于悬吊部件1侧面的楔状缺口部2相配合，通过穿插悬吊栓5而将悬吊部件1与悬吊轴管3相接合，借助于玻璃母材的重量，使悬吊部件1的与缺口部2相反的一侧的面紧密地接合于悬吊轴管3的内侧面上，从而实现紧密接合。

在该方法中，由于悬吊栓5的位置沿水平方向从玻璃母材的重心6偏移，从而施加使玻璃母材的重心6朝悬吊栓的正下方移动的力F，使得重心6趋向于来到悬吊栓5的正下方。实际上，悬吊部件1的上端与悬吊轴管内面的接点7限制了旋转，再加上悬吊轴和玻璃母材各部的弯曲等的影响，重心6会落到悬吊部件1的中心与悬吊栓5之间，造成玻璃母材的中心轴线以一定的角度从竖直方向倾斜。