专利名称：光纤母材悬挂支承装置及光纤母材处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及以VAD法、OVD法等在初始母材上制造多孔质光纤母材的工序以及在该工序后将多孔质光纤母材玻璃化(脱水、烧结)的工序中，用该初始母材的上端部将多孔质光纤母材悬挂支承的光纤母材悬挂支承装置以及拥有该光纤母材悬挂支承装置的光纤母材处理装置。
由线芯及包层构成的光纤通过将透明玻璃化后的光纤母材加热拉丝而成。
以下对此类光纤母材的制造方法进行叙述。首先，在初始母材(杆种，晶棒)的下端用VAD法使用作线芯的多孔质光纤母材堆积成形，然后在将该用作线芯的多孔质光纤母材玻璃化(脱水、烧结)工序中进行加热处理而得到透明的线芯用光纤母材。然后以此透明线芯用光纤母材为初始母材，利用OVD法使用作包层的多孔质光纤母材堆积成形，然后在将该包层用多孔质光纤母材玻璃化(脱水、烧结)工序中进行加热得到透明的光纤母材。
如此成形的透明玻璃化光纤母材加热拉丝即可形成由直径为10μm线芯和线芯外周的直径为125μm的包层构成的光纤。
在制造这种线芯用多孔质光纤母材及包层用多孔质光纤母材时，这些多孔质光纤母材由光纤母材悬挂支承装置通过该初始母材的上端侧悬挂支承。该光纤母材悬挂支承装置有销支承式、夹具支承式以及这两种组合的形式。
图1为销支承式光纤母材悬挂支承装置5A的结构纵剖视图。图1的光纤母材悬挂支承装置用于在将该多孔质光纤母材玻璃化(脱水、烧结)工序中，将该包层用多孔质光纤母材玻璃层透明玻璃化的场合，该多孔质光纤母材由用作线芯的多孔质光纤母材的初始母材7和在初始母材之上用OVD法制作的用作包层的多孔质光纤母材8所构成，上述装置的结构为收纳于作为光纤母材处理装置的一个例子的脱水、烧结炉中。
在图1概示的脱水、烧结炉中，设有销支承式光纤母材悬挂支承装置5A以使主轴4贯穿石英玻璃等构成的炉心管1的上盖2的孔3。在主轴4的上方设有未图示的旋转支承机构，该旋转支承机构支承主轴4并使主轴4旋转从而带动多孔质光纤母材6旋转。而主轴4通过光纤母材悬挂支承装置5A悬挂多孔质的光纤母材6。
这样，多孔质的光纤母材6在其初始母材7的上端侧通过光纤母材悬挂支承装置5A被主轴4支承并朝下悬挂。
在此场合，初始母材7为杆种上形成的透明的线芯用光纤母材，在该初始母材7的外周层积包层用多孔质玻璃层8。
光纤母材悬挂支承装置5A的结构如下。即初始母材7的上端部插入主轴4下端的支承筒部9的内部，在该支承筒部9的内部和初始母材7的嵌合部同时设有水平方向的贯通孔10、11，销12插入这些贯通孔就可使初始母材7以销12为中心可摇摆连接。
在炉心管1的外周配置了加热多孔质光纤母材6而使其透明玻璃化的加热器13。
该光纤母材悬挂支承装置5A为使多孔质光纤母材透明玻璃化而安放在高温的炉心管1的内部，故须具有耐热性并且由石英玻璃等制成以免多孔质光纤母材6中混入杂物。
图1所示的销支承式光纤母材悬挂支承装置5A中，利用销12插入支承筒部9和光纤母材7的上部的贯通孔10、11，而使主轴4支承多孔质光纤母材6，故造成开设贯通孔11的初始母材7的机械强度下降。尤其是近年来有形成大型多孔质光纤母材6的趋势，多孔质光纤母材6的重量在增加，故初始母材7的机械强度的下降成为问题。
而且在多孔质光纤母材6上设有贯通销12的贯通孔11，受初始母材7的机械强度的限制，该销12的直径不能取得太大。换言之，销12的直径较细，安放在用作玻璃化的高温炉心管1内的销12受加热器13的加热而易产生热变形。
为了解决这样的问题，比如在日本第2683757号专利中提出了沿主轴4的轴线开设气体通道，通过在该气体通道内流动冷却气体使销12冷却，以此避免销支承式光纤母材悬挂支承装置5A的机械强度的下降的方案。但是，在这样的结构中需要冷却气体的流量控制、炉心管等反应容器的内压控制以防回流、流动冷却气体的管路气体连接器的旋转结合部的泄漏防止等装置，使脱水、烧结炉等装置的运行维护成本增加。
图2为夹具支承式光纤母材悬挂支承装置5B的结构纵剖视图。图2与图1相同，也是以将利用OVD法制造的包层用多孔质光纤母材在进行玻璃化(脱水、烧结)的工序中安放于脱水、烧结炉中的光纤母材悬挂支承装置5B为例。
夹具支承式光纤母材悬挂支承装置5B结构如下。主轴4的下端一体设置成为夹具的把持部14，在该把持部14设有一面开口的扩径部插入空间15，同时在该把持部14的扩径部插入空间15的下部的支承部14a设有初始母材插入切口16。
该光纤母材悬挂支承装置5B也如图1所述，由石英玻璃等制成以避免杂质混入多孔质光纤母材6中。
在光纤母材悬挂支承装置5B中，在线芯用光纤母材(初始母材)7上堆积了包层用多孔质玻璃层8后的光纤母材6在其初始母材7的上部形成扩径部7a，初始母材7的扩径部7a插入初始母材插入切口16内，通过夹具即把持部14的支承部14a支承该初始母材7的上端扩径部7a，就可支承并悬挂多孔质光纤母材6。
在图2的夹具支承式光纤母材悬挂支承装置5B中，要高精度地加工初始母材7的上端扩径部7a的形状较为困难。因扩径部17a的加工精度一般为±0.2mm左右，这样的加工精度很难使初始母材7非常正确地且重复性很好地垂直悬挂于夹具14内。
其结果，如图3(A)所示，多孔质光纤母材6与主轴4的延长垂线形成某一角度θ倾斜，比如±0.2°左右，并随主轴4的旋转而摇摆，玻璃化(脱水、烧结)后的光纤母材6＇如图3(B)所示会产生弯曲，由该光纤母材6＇制成的光纤线芯会对其中心线偏心或使包层不圆，导致最终产品即光纤的质量下降。
图4A、B是将销支承式和夹具支承式组合起来的光纤母材悬挂支承装置5C的结构，分别为从主轴4的轴中心看90°不同位置的纵剖视图。
在图4A、B所示的光纤母材悬挂支承装置5C中，圆筒形的可动形连接体17中嵌入主轴4的下端部，主轴4的下端部及可动形连接件17中形成水平方向贯通的贯通孔18、19，销12插入贯通孔18、19使可动形连接体17被主轴4支承，并且使可动形连接体17以销12为中心可摇摆地连接。在可动形连接体17的下部一体设有夹住初始母材7的上端倾斜部7b及扩径部7a的夹具，即把持部14。把持部14的内部呈可容纳初始母材7的扩径部7a及倾斜部7b的形状。在该把持部14中也设有其一面开口的扩径部插入空间15，同时，在该把持部14的扩径部插入空间15的下部的支承部14a上设有初始母材插入切口16。
可动形连接体17和把持部14中有多个碳制螺钉20螺合，以调整主轴4的方向，使其与初始母材7的轴心位置一致。
图4A、B所示的销支承式和夹具支承式组合的光纤母材悬挂支承装置5C中，把持部14通过可动形连接体17和销12与主轴4可摇摆连接，故无需对初始母材7的上端扩径部7a及倾斜部7b的形状进行高精度加工，即使加工精度为±0.2mm左右，多孔质光纤母材6也能以其自重使主轴4垂直支承。
但是，将初始母材7的上部加工成倾斜部7b和扩径部7a需比较复杂的加工工艺，而且要将把持部14的内部加工成适合倾斜部7b和扩径部7a的形状也需较复杂的加工工艺。
而且，由于为贯通主轴4及形成于可动形连接体17上的贯通孔18、19，销12作得较细，因此在炉心管1等高温环境下，销12易产生热变形。
可动形连接体17和把持部14中有多个碳制螺钉20螺合，以调整主轴4的方向与初始母材7的轴心位置一致，故不但结构复杂，而且还需定位作业。
本发明的目的在于提供一种光纤母材悬挂支承装置，可防止置于高温环境下的销变形，并在不影响销支承部分的前提下，可将多孔质光纤母材沿着旋转主轴的延长垂线不倾斜地支承。
本发明的另一目的在于提供一种应用上述光纤母材悬挂支承装置的光纤母材处理装置。
根据本发明的第1观点，提供了一种光纤母材悬挂支承装置，所述装置具有安放主轴的圆柱状下端部的圆筒形可动形连接体；
水平贯通前述主轴的下端部和前述可动形连接体的圆形贯通孔；通过前述贯通孔将前述可动形连接体与前述主轴以销为中心可摇摆地连接的圆柱形销；与前述可动形连接体一体构成且位于其下部位置，收纳光纤母材或多孔质光纤母材的支承部的上端圆柱状扩径部的扩径部插入空间；把持部，所述把持部限定该扩径部插入空间的底面，形成贯通前述光纤母材或多孔质光纤母材光纤母材的支承部的插入切口，同时具有支承前述光纤母材的支承部上端的圆柱形扩径部的平坦底部的支承部；并且，前述主轴与前述可动形连接体、前述把持部、前述支承部的中心线一致，设定前述圆柱状销的外径与前述主轴的下端部的外径之差，前述主轴的下端部的外径与前述可动形连接体的内径之差，及前述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部的扩径部的外径与前述把持部的内径之差，以使前述可动形连接体能以前述销的轴为中心进行摇摆。
较好的是，前述销的外径为前述主轴的下端部的外径的25～50％，尤其以30～40％为最佳。
前述贯通孔与前述销的间隙最好为0.02mm以上1mm以下，尤其以0.02mm以上0.5mm以下为最佳。
前述主轴的下端部与前述可动形连接体的间隙最好为0.3mm～1.0mm。
前述把持部的内径与前述支承部的扩径部的间隙最好为0.3～1.0mm。
根据本发明的第2观点，提供一种光纤母材悬挂支承装置，所述装置具有安放主轴的圆柱状下端部的圆筒形可动形连接体；水平贯通前述主轴的下端部和前述可动形连接体的第1圆形贯通孔；通过前述第1贯通孔，将前述可动形连接体与前述主轴以第1圆柱形销为中心可摇摆地连接的圆柱形销；把持部14，所述把持部包括插入所述圆筒形可动形连接体17的下部的圆柱形上部14b、容纳光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的上端的圆柱形扩径部7a的扩径部插入空间15、限定该扩径部插入空间15的底面，并形成贯通所述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部的插入切口16，并且支承所述光纤母材的支承部的上端圆柱形扩径部7a的平坦底部的支承部14a；位于在前述可动形连接体17上形成的第1贯通孔18、19的下部并与该第1贯通孔18、19的方向垂直，将前述把持部14的圆柱状上部14b与前述可动形连接体17水平贯通的第2圆形贯通孔21、22；通过前述第2贯通孔21、22，将前述把持部14的圆柱形上部14b与前述可动形连接体17的第2圆柱形销12b为旋转中心可摇摆地连接的第2圆柱形销12b；前述主轴4与前述可动形连接体17、前述把持部14、前述支承部14a的中心线一致，设定前述第1圆柱状销12a的外径与前述主轴4的下端部4a的外径D4a之差，前述主轴4的下端部4a的外径与前述可动形连接体17的内径之差、前述第2圆柱形销12b的外径与前述把持部14的圆柱形上部14b的外径D14b的差以及前述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的扩径部7a的外径与前述把持部14的内径之差，以使前述可动形连接体17能以前述第1销12a为中心进行摇摆。
前述第1销的外径最好是前述主轴的下端部的外径的25～50％的范围，更好的是，前述第1销的外径在前述主轴的下端部的外径的30～40％的范围。
前述第2销的外径最好是前述把持部的圆柱形上部的外径的25～50％，更好的是30～40％。
前述第1贯通孔与前述第1销的间隙最好为0.02mm以上1mm以下，更好的是，在0.02mm以上0.5mm以下。
前述第2贯通孔与前述第2销的间隙最好为0.02mm以上1mm以下，更好的是，在0.02mm以上0.5mm以下。
前述主轴的下端部与前述可动形连接体的间隙最好为0.3mm～1.0mm。前述把持部的圆柱形上部与前述可动形连接体的间隙最好为0.3mm～1.0mm。前述把持部与前述支承部的扩径部的间隙最好为0.3mm～1.0mm。
前述第1贯通孔的内径与前述第2贯通孔的内径相等，前述第1销的外径与前述第2销的外径相等。
根据本发明的第3个观点，提供了一种具有第1观点的光纤母材悬挂支承装置的光纤母材处理装置。
根据本发明的第4个观点，提供了一种具有第2观点的光纤母材悬挂支承装置的光纤母材处理装置。
附图的简单说明通过以下与附图有关的叙述可进一步明确本发明的上述及其它目的及效果。
图1是销支承式光纤母材悬挂支承装置的纵剖视图。
图2是夹具支承式光纤母材悬挂支承装置的纵剖视图。
图3A是表示利用夹具支承式光纤母材悬挂支承装置将多孔质光纤母材在倾斜状态下悬挂支承的状态的纵剖视图，图3B是图3A的状态下进行玻璃化后的光纤母材的侧视图。
图4A、B是将销支承式和夹具支承式组合起来的光纤母材悬挂支承装置的纵剖视图，图4A与图4B是从主轴的轴中心看90°不同位置的纵剖视图。
图5A～D是本发明的光纤母材悬挂支承装置的第1实施形态，图5A是光纤母材悬挂支承装置5A的纵剖视图，图5B是其侧视图，图5C是从图5A的线Ⅺ-Ⅺ看贯通孔18、19和销12的位置关系的局部截面放大图，图5D是从图5A的线X2-X2看初始母材7的扩径部7a和把持部14的内径位置关系的图。
图6A～E是本发明的光纤母材悬挂支承装置的第2实施形态，图6A是光纤母材支承装置的纵剖视图，图6B是其侧视图，图6C是从图6A的Ⅺ-Ⅺ看第1贯通孔和第1销的位置关系的局部截面放大图，图6D是从图6A的线X2-X2看初始母材的扩径部和把持部内径位置关系的图，图6E是从图6A的线X3-X3看第2贯通孔与第2销的位置关系的局部截面放大图。
以下，参照
本发明的光纤母材悬挂支承装置的较佳实施形态。
在下述实施形态中，正如参照图1～图4对本发明的光纤母材悬挂支承装置所作的叙述那样，是以光纤母材处理装置为例，针对比如用于脱水、烧结炉的场合进行叙述。
因此，本发明的光纤母材悬挂支承装置安放在比如图1所述的脱水、烧结炉的炉心管1的内部高温环境中，在将作为初始母材7的线芯用光纤母材周围堆积包层用多孔质玻璃层8的多孔质的光纤母材6的包层用多孔质玻璃层8进行透明玻璃化时，在炉心管1的内部支承多孔质光纤母材6。
第1实施形态图5A～D是本发明的光纤母材悬挂支承装置的第1实施形态，图5A是光纤母材悬挂支承装置5A的纵剖视图，图5B是其侧视图，图5C是从图5A的线Ⅺ-Ⅺ看贯通孔18、19和销12的位置关系的局部截面放大图，图5D是从图5A的线X2-X2看初始母材7的扩径部7a和把持部14的内径位置关系的图。
在本发明的第1实施形态的光纤母材悬挂支承装置5中，比如图1所示的脱水、烧结炉中，贯通上盖2的孔3的主轴4位于上盖2的上部，由未图示的旋转机构支承主轴4的上部并使其旋转。
在图1的脱水、烧结炉的炉心管1的内部插入主轴4时，在位于炉心管1内部的主轴4的下端部设有扩径部4a。
主轴4的扩径部4a的外周嵌上筒状可动形连接体17，在扩径部4a和可动形连接体17的嵌合部水平方向形成圆形贯通孔18、19，圆柱形销12插入这些贯通孔18、19，使主轴4的下端部(扩径部)4a与可动形连接体17连接并使可动形连接体17以销12为中心摇摆地连接。
在可动形连接体17的下部一体设有由夹具形成的把持部14，用于夹住初始母材7的上端扩径部7a，在该夹具14的扩径部插入空间15的下部的支承部14a设有初始母材插入切口16。
这样，多孔质光纤母材6通过初始母材7的扩径部7a被把持部14夹住，与把持部14一体构成的可动形连接体17通过销12与主轴4的下端部(扩径部)4a连接，故多孔质光纤母材6由主轴4支承并随主轴4旋转。并且可动形连接体17以销12为中心摇摆，故多孔质光纤母材6也随其以销12为中心摇摆。
本光纤母材悬挂支承装置5在脱水、烧结炉中加热时具有耐热性，与炉心管1相同，也是由石英玻璃等制成以避免杂质混入多孔质光纤母材6中。
通过图5A、B所示光纤母材悬挂支承装置5与图1所示光纤母材悬挂支承装置5A相比较，图5A、B所示光纤母材悬挂支承装置5具有以下结构的差异及优点。
(a)主轴4上形成下端部(扩径部)4a，在下端部(扩径部)4a上嵌入与主轴4为不同构件的可动形连接体17，并通过销12使下端部(扩径部)4a与可动形连接体17连接。由于不直接在初始母材7上使用与主轴4连接用销12，所以不在初始母材7上开设插入销的贯通孔，故初始母材7的强度不会下降，销12可以取得粗一些。
(b)形成扩径部7a的初始母材7通过与可动形连接体17一体构成的把持部14与主轴4连接，可动形连接体17与多孔质光纤母材6可以销12为中心摇摆。因此没有必要对初始母材7的上端的扩径部7a的形状进行高精度加工，即使加工精度为±0.2mm左右，多孔质光纤母材6也能利用其自重得到沿主轴4的延长垂线不倾斜地支承。
(c)可动形连接体17与把持部14一体构成，与主轴4为不同构件，故可与主轴4无关地更换处在高温环境下的把持部14及可动形连接体17。
图5A、B所示的光纤母材悬挂支承装置5与图2所示光纤母材悬挂支承装置5B相比较，图5A、B所示光纤母材悬挂支承装置5具有以下结构的差异和优点。
(aa)尽管主轴4上形成下端部(扩径部)4a，但与把持部14不是一体构成，故主轴4的结构简单。
(bb)形成扩径部7a的初始母材7通过与可动形连接体17一体构成的把持部14与主轴4连接，可动形连接体17与多孔质光纤母材6可以销12为中心摇摆。因此没有必要对初始母材7的上端的扩径部7a的形状进行高精度加工，即使加工精度为±0.2mm左右，多孔质光纤母材6也能利用其自重得到沿主轴4的延长垂线不倾斜地支承。
图5A、B所示的光纤母材悬挂支承装置5与图4A、B所示的光纤母材悬挂支承装置5C相比较，图5A、B所示的光纤母材悬挂支承装置5具有以下结构上的差异和优点。
(aaa)初始母材7中无倾斜部7b，故初始母材7的端部形状的加工简单，把持部14的内部形状也简单。
(bbb)初始母材7的扩径部7a由支承部14a稳定支承，主轴4与初始母材7的中心轴一致，故不再需要象光纤母材悬挂支承装置5C中的调节主轴4与初始母材7的轴心位置一致的碳制螺丝20。
(ccc)比主轴4粗的下端部(扩径部)4a通过可动形连接体17及销12与主轴4可摇摆连接，故销12的外径可取得粗些，置于炉心管1等高温环境内的销12不易热变形。
尤其在本实施形态的光纤母材悬挂支承装置5中，如图5C所示，圆柱形销12的直径(外径)d为主轴4的下端部的扩径部4a的外径D4a的25～50％，尤以30～40％为佳。
这样将圆柱形销12的直径d设定为主轴4的下端部的扩径部4a的外径D4a的25～50％，则该销12的直径可适当取得大些，可防止该销12的热变形，也可避免该销12的支承部分即该销12贯通的主轴4的下端部(扩径部)4a的机械强度的下降等。
该光纤母材悬挂支承装置5中，把挂部14通过可动形连接体17及销12与扩径部4a以该销12为中心可摇摆地连接，故不必对初始母材7的扩径部7a的形状进行高精度加工，即使加工精度为±0.2mm左右，多孔质光纤母材6也能利用其自重得到沿主轴4的延长垂线支承。因此，利用该多孔质的光纤母材6进行玻璃化后得到的光纤母材制造的光纤中不会发生如图3(A)(B)所示的线芯的偏心或包层的不圆等，可防止质量下降。
如图5C所示，贯通孔18、19与销12的间隙C1为0.02mm，以上1mm以下，尤以0.02mm以上，0.5mm以下为佳。
如贯通孔18、19与销12的间隙C1过小，则有碍可动形连接体17轻快的摇摆，而间隙C1过大，则在移载光纤母材6时发生不必要的摇摆使移载困难。另外，如销12太粗，则支承该销12的支承部分即贯通该销的主轴4的下端部(扩径部)4a的机械强度会下降或不得不使支承该销的部分(扩径部4a)变粗，这样成本增加。因此，贯通孔18、19与销12的间隙C1如上所述以0.02mm以上，1mm以下，尤其以0.02mm以上，0.5mm以下为佳。
图5C所示的主轴4的扩径部4a与可动形连接体17的间隙C2，图5D所示把持部14与初始母材7的扩径部7a的间隙C3分别为0.3mm～1.0mm左右。
主轴4的扩径部4a与可动形连接体17的间隙C2以及把持部14的内部与初始母材7的扩径部7a的间隙C3如过小，则可动范围太窄而达不到目的，太大则会因扩径部插入空间15的位置偏差而引起芯错位的发生。因此，主轴4的扩径部4a与可动形连接体17的间隙以及把持部14与初始母材7的扩径部7a的间隙如上所述取为0.3mm～1.0mm左右为好。
举1例如下述表1所示。
表11．主轴4的下端部(扩径部)4a与可动形连接体17的间隙 1mm2．贯通孔18、19与销12的间隙 0.3mm3．初始母材7的扩径部7a的直径 80mm4．把持部14的内径 90mm5．炉心管1的内部温度约1600℃6．初始母材7的材质 石英玻璃7．销12的材质 石英玻璃8．可动形连接体17的材质 石英玻璃9．把持部14的材质 石英玻璃如上所述，本发明的第1实施形态的光纤母材悬挂支承装置中，销12的外径d限定在主轴4的下端部(扩径部)4a的外径D4a为25～50％(最好为30～40％)，故销12的直径D可适当取得大些，可防止销12的热变形，另外可防止支承销12的部分的机械强度的下降。
如图5A～图5C所示的那样，主轴4也不是只能是其下端部的直径取大成为扩径部4a，也可将主轴4做成与其下端部一样粗细。这种情况下，销12直径取为均匀粗细的主轴4的下端部外径的25～50％(最好为30～40％)。
可动形连接体17由销12及主轴4可摇摆地支承，故光纤母材利用其自重得到沿主轴4的延长垂线不倾斜地支承。
第2实施形态图6A～E是本发明的光纤母材悬挂支承装置的第2实施形态，图6A是光纤母材支承装置的纵剖视图，图6B是其侧视图，图6C是从图6A的Ⅺ-Ⅺ看第1贯通孔18、19和第1销12a的位置关系的局部截面放大图，图6D是从图6A的线X2-X2看初始母材7的扩径部7a和把持部14内径位置关系的图，图6E是从图6A的线X3-X3看第2贯通孔21、22与第2销12b的位置关系的局部截面放大图。
第2实施形态的光纤母材悬挂支承装置5a与第1实施形态的光纤母材悬挂支承装置5相比有以下差异。第2实施形态的光纤母材悬挂支承装置5a中，可动形连接体17与把持部14分别为二个不同的构件。可动形连接体17与第1实施形态相同，通过第1贯通孔18、19和第1销12a被主轴4的下端部(扩径部)4a摇摆自如地支承，把持部14通过第2贯通孔21、22及第2销12b被可动形连接体17摇摆自如地支承。
在第2实施形态的光纤母材悬挂支承装置5a中，筒状可动形连接体17嵌在主轴4的下端部的扩径部4a上，在该扩径部4a和可动形连接体17的嵌合部中水平方向设置的第1圆形贯通孔18、19中插入第1销12a，使可动形连接体17以该第1销12a为中心可摇摆地连接。夹住初始母材7的上端扩径部7a的由夹具组成的把持部14的圆柱状上部14b嵌在筒状可动形连接体17的下部，在可动形连接体17与把持部14的上部14b的嵌合部水平设置的与第1销12a交叉方向(本例为垂直方向)的第2圆形贯通孔21、22中插入第2销12b，使把持部14以该第2销12b为中心可摇摆地连接。
把持部14的圆柱形上部14b的外径D14b最好与主轴4的扩径部4a的外径D4a基本相等。
本光纤母材悬挂支承装置5a也用石英玻璃等制成，以防杂质混入多孔质光纤母材内。
图6A～D所示的光纤母材悬挂支承装置5a与图1～图4所示光纤母材悬挂支承装置5A～5C相比，与上述图5A～D所示的第1实施形态的光纤母材悬挂支承装置5有相同的结构差异和优点。
图6A、B所示的光纤母材悬挂支承装置5a与图4A、B所示的光纤母材悬挂支承装置5C相比，图6A、B所示的光纤母材悬挂支承装置5a具有以下结构的差异和优点。
(a)初始母材7中无倾斜部7b，故初始母材7的端部形状的加工简单，把持部14的内部形状也简单。
(b)初始母材7的扩径部7a由支承部14a稳定支承，主轴4与初始母材7的中心轴一致，故不再需要象光纤母材悬挂支承装置5C中的调节主轴4与初始母材7的轴心位置一致的碳制螺丝20。
(c)比主轴4粗的下端部(扩径部)4a通过可动形连接体17及第1销12a与主轴4可摇摆连接，故第1销12a的外径可取得粗些，置于炉心管1等高温环境内的第1销12a不易热变形。
(d)第2销12b与比初始母材7粗的把持部14的圆柱形上部14a连接，故第2销12b的外径可粗些，置于炉心管1等高温环境中不易热变形。
尤其在本实施形态的光纤母材悬挂支承装置5a，如图6C所示，圆柱形第1销12a的直径(外径)d1为主轴4的下端部的扩径部4a的外径D4a的25～50％，尤以30～40％为佳。
如图6A～图6E所示的那样，主轴4也不是只能是其下端部的直径取大成为扩径部4a，也可将主轴4做成与其下端部一样粗细。这种情况下，第1销12a直径取为均匀粗细的主轴4的下端部外径25～50％(最好为30～40％)。
同样，如图6E所示，第2销12b的直径(外径)d2设定为把持部14的圆柱形上部14b的外径D14b的25～50％，尤其以30～40％为佳。
这样一旦第1销12a的直径d1设定为主轴4的下端部的扩径部4a的外径D4a的25～50％(最好为30～40％)，同样，第2销12b的直径设定为把持部14的圆柱形上部14b的外径D14b的25～50％(最好30～40％)，则第1、第2销12a、12b的直径可适当取得大些，可防止这些第1、第2销12a、12b的热变形。而且不会发生支承第1、第2销12a、12b的部分即主轴4的下端部(扩径部)4a及把持部14的圆柱形上部14b的机械强度下降。
在光纤母材悬挂支承装置5a中，可动形连接体17通过第1销12a并以该销为中心可摇摆地与主轴4的下端部的扩径部4a连接，并且把持部14的上部14a通过第2销12b并以该销为中心可摇摆地与可动形连接体17的下部连接，故多孔质的光纤母材6可利用其自重得到沿主轴4的延长垂线Z轴方向的支承，在本实施形态中既不朝X方向也不朝Y方向倾斜。因此，利用该多孔质的光纤母材6进行玻璃化后得到的光纤母材所制造的光纤中不会发生发如图3(A)(B)所示的线芯的偏心或包层的不圆等，可防止质量下降。
图6C所示第1贯通孔18、19与第1销12a的间隙C11为0.02mm以上1mm以下，尤以0.02mm以上，0.5mm以下为佳。
同样，如图6E所示，第2贯通孔21、22与第2销12b的间隙C12为0.02～1mm，尤以0.02～0.5mm为佳。
如第1贯通孔18、19与第1销12a的间隙C11过小，则有碍可动形连接体17轻快的摇摆，而间隙C11过大，则在移载光纤母材6时发生不必要以摇摆使移载困难。另外，如第1销12a太粗，则支承该第1销12a的支承部分即贯通该第1销的主轴4以下端部(扩径部)4a的机械强度会下降或不得不使支承该第1销的部分(扩径部4a)变粗，这样成本增加。因此，第1贯通孔18、19与第1销12a的间隙C11如上所述以0.02mm以上，1mm以下，尤其以0.02mm以上，0.5mm以下为佳。
第2贯通孔21、22与第2销12b的间隙C12与上述相同。
再有，图6C所示的主轴4的扩径部4a与可动形连接体17的间隙C21，图6D所示把持部14与初始母材7的扩径部17a的间隙C22分别为0.3mm～1.0mm左右。
主轴4的扩径部4a与可动形连接体17的间隙C21以及把持部14的内部与初始母材7的扩径部7a的间隙C22如过小，则可动范围太窄而达不到目的，太大则会因扩径部插入空间15的位置偏差而引起芯错位的发生。因此，主轴4的扩径部4a与可动形连接体17的间隙C21以及把持部14与初始母材7的扩径部7a的间隙C22如上所述取为0.3mm～1.0mm左右为好。
较好的是，把持部14的圆柱形上部14b与可动形连接体17的间隙为0.3～1mm。第1贯通孔18、19的内径最好与前述第2贯通孔21、22相同，第1销12a的外径最好与前述第2销12b相同。
举例如表2所示。
表2
1．主轴4的下端部(扩径部)4a与可动形连接体17的间隙 1mm2．贯通孔18、19与第1销12a的间隙 0.3mm3．贯通孔21、22与第2销12b的间隙 0.3mm4．初始母材7的扩径部7a的直径 80mm5．把持部14的内径90mm6．炉心管1的内部温度(最高温度) 约1600℃7．初始母材7的材质 石英玻璃8．第1及第2销12的材质 石英玻璃9．可动形连接体17的材质 石英玻璃10．把持部14的材质 石英玻璃如上所述，在本发明的第2实施形态的光纤母材悬挂支承装置中，第1销12a的外径d1限定在主轴4的下端部(扩径部)4a的外径D4a的25～50％(最好为30～40％)，第2销12b的直径d2设定为把持部14的圆柱形上部14b的外径D14b的25～50％(最好为30～40％)，故第1及第2销的直径d1,d2适度取得大些，可防止第1、第2销的热变形，另外可防止支承第1、第2销的部分的机械强度的下降。并且可动形连接体17通过第1销12a被主轴摇摆自如地支承，把持部14通过第2销12b被可动形连接体17摇摆自如地连接，故光纤母材利用其自重得到沿主轴4延长垂线上不倾斜的支承。
第1变形形态在第1及第2实施形态中，把持部14为不具有可动部的结构，但也可以是设置多个支承部14a，将其上端可动地支承于支承构件内，以关闭自如地夹住初始母材7的上端扩径部7a的结构。
第2变形形态在第1及第2实施形态中，主轴4的下端部设有扩径部4a而变粗，但主轴4的整体也可做成和下端部一样粗细。
其它形态以上将本发明的光纤母材悬挂支承装置作为光纤母材处理装置的一例，针对应用于脱水、烧结炉的情况进行了说明，本发明的光纤母材悬挂支承装置并不局限于脱水、烧结炉，也可适用于其它光纤母材处理装置。
作为其它光纤母材处理装置的例子，比如(1)多孔质的光纤母材制造装置即利用VAD法使线芯用多孔质光纤母材及包层用多孔质光纤母材合成堆积在初始母材7的杆种上。(2)在杆种上合成线芯用多孔质光纤母材的场合，利用OVD法在杆种上合成线芯用多孔质的光纤母材的孔质光纤母材制造装置。(3)利用OVD法在初始母材7的杆种上合成了线芯用多孔质光纤母材后，将线芯用多孔质光纤母材进行透明玻璃化的脱水、烧结炉。(4)在将透明玻璃化的光纤母材作为初始母材7，利用OVD法结合成堆积包层用多孔质光纤母材的多孔质光纤母材制造装置等中，在高温环境中用于垂直支承初始母材及多孔质光纤母材。
本发明中，如上所述，光纤母材的制造工艺中有各种各样的初始母材。比如，在脱水、烧结炉中将包层用多孔质光纤母材进行透明玻璃化的场合，以杆种上堆积的线芯用光纤母材作为初始母材7。利用VAD法在杆种上合成堆积线芯用多孔质光纤母材及包层用多孔质光纤母材的情况下初始母材为杆种。不过，在权利要求书范围内，为了回避含义解释的复杂性，将初始母材7记作支承部。
上述实施形态中，本发明的悬挂支承装置是针对悬挂多孔质光纤母材等的场合进行了说明，当然，本发明的悬挂支承装置的对象并不局限于多孔质的光纤母材6，也可适用于其它各种物体的悬挂。
权利要求
1．一种光纤母材悬挂支承装置，所述装置具有收纳主轴4的圆柱形下端部4a的圆筒形可动连接体17；在所述主轴4的下端部4a及前述可动形连接体17上水平形成的圆形贯通孔18、19；通过所述贯通孔18、19使所述可动形连接体17与所述主轴4以销12为中心可摇摆地连接的圆柱形销12；把持部14，它与所述可动形连接体17一体构成且位于所述可动形连接体17的下部，所述把持部包括容纳光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的上端圆柱形扩径部7a的扩径部插入空间15，和限定该扩径部插入空间15的底面，并形成贯通所述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部的插入切口16，并且具有支承所述光纤母材的支承部的上端圆柱形扩径部7a的平坦底部的支承部14a，前述主轴4与前述可动形连接体17、前述把持部14、前述支承部14a的中心线一致，设定前述圆柱形销12的外径与前述主轴4的下端部4a的外径D4a之差、前述主轴4的下端部4a的外径与前述可动形连接体17的内径之差、前述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的扩径部7a的外径与前述把持部14的内径之差，使前述可动形连接体17能以前述销12的轴为中心进行摇摆。
2．根据权利要求1所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述销12的外径为前述主轴4的下端部4a的外径D4a的25～50％范围。
3．根据权利要求2所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述销12的外径为前述主轴4的下端部4a的外径D4a的30～40％范围。
4．根据权利要求1所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述贯通孔18、19与所述销12的间隙为0.02～1mm。
5．根据权利要求4所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述贯通孔18、19与所述销12的间隙为0.02～0.5mm。
6．根据权利要求1所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述主轴4的下端部4a与所述可动形连接体17的间隙为0.3～1.0mm。
7．根据权利要求1所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述把持部14与所述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的扩径部7a的间隙为0.3～1.0mm。
8．一种光纤母材悬挂支承装置，所述装置具有收纳主轴4的圆柱形下端部4a的圆筒形可动连接体17；在所述主轴4的下端部4a及前述可动形连接体17上水平形成的第1圆形贯通孔18、19；通过所述第1贯通孔18、19，使所述可动形连接体17与所述主轴4以第1销12为中心可摇摆地连接的第1圆柱形销12；把持部14，所述把持部包括插入所述圆筒形可动形连接体17的下部的圆柱形上部14b、容纳光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的上端的圆柱形扩径部7a的扩径部插入空间15、限定该扩径部插入空间15的底面，并形成贯通所述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部的插入切口16，并且支承所述光纤母材的支承部的上端圆柱形扩径部7a的平坦底部的支承部14a；位于在前述可动形连接体17上形成的第1贯通孔18、19的下部并与该第1贯通孔18、19的方向垂直，将前述把持部14的圆柱状上部14b与前述可动形连接体17水平贯通的第2圆形贯通孔21、22；通过前述第2贯通孔21、22，将前述把持部14的圆柱形上部14b与前述可动形连接体17的第2圆柱形销12b为旋转中心可摇摆地连接的第2圆柱形销12b；前述主轴4与前述可动形连接体17、前述把持部14、前述支承部14a的中心线一致，设定前述第1圆柱状销12a的外径与前述主轴4的下端部4a的外径D4a之差，前述主轴4的下端部4a的外径与前述可动形连接体17的内径之差、前述第2圆柱形销12b的外径与前述把持部14的圆柱形上部14b的外径D14b的差以及前述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的扩径部7a的外径与前述把持部14的内径之差，以使前述可动形连接体17能以前述第1销12a为中心进行摇摆。
9．根据权利要求8所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述第1销12a的外径为前述主轴4的下端部4a的外径D4a的25～50％。
10．根据权利要求9所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述第1销12a的外径为前述主轴4的下端部4a的外径D4a的30～40％。
11．根据权利要求8所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述第2销12b的外径为前述把持部14的圆柱形上部14b的外径D4a的25～50％。
12．根据权利要求8所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述第2销12b的外径为前述把持部14的圆柱形上部14b的外径D4a的30～40％。
13．根据权利要求8所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述第1贯通孔18、19与前述第1销12a的间隙为0.02～1.0mm。
14．根据权利要求13所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述第1贯通孔18、19与前述第1销12a的间隙为0.02～0.5mm。
15．根据权利要求8所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述第2贯通孔21、22与前述第2销12b的间隙为0.02～1mm。
16．根据权利要求15所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述第1贯通孔18、19与前述第1销12a的间隙为0.02～0.5mm。
17．根据权利要求8所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，前述主轴4的下端部4a与前述可动形连接体17的间隙为0.3～1.0mm。
18．根据权利要求8所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述把持部14的圆柱形上部14b与所述可动形连接体17的间隙为0.3～1.0mm。
19．根据权利要求8所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述把持部14与前述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的扩径部7a的间隙为0.3～1.0mm。
20．根据权利要求8所述的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，所述第1贯通孔18、19与所述第2贯通孔21、22相同，所述第1销12a的外径与所述第2销12b相同。
21．一种光纤母材处理装置，所述装置具有对光纤母材进行高温处理的区域；包括主轴4、使位于前述区域的光纤母材得到支承旋转的旋转支承装置；设于前述光纤母材与前述旋转支承装置的主轴4之间的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，前述光纤母材悬挂支承装置具有收纳主轴4的圆柱形下端部4a的圆筒形可动连接体17；在所述主轴4的下端部4a及前述可动形连接体17上水平形成的第1圆形贯通孔18、19；通过所述第1贯通孔18、19，使所述可动形连接体17与所述主轴4以第1销12为中心可摇摆地连接的第1圆柱形销12；把持部14，所述把持部与所述可动形连接体17一体构成且位于所述可动形连接体17的下部，所述把持部包括容纳光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的上端圆柱形扩径部7a的扩径部插入空间15，和限定该扩径部插入空间15的底面、形成贯通所述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部的插入切口16、并且具有支承所述光纤母材的支承部的上端圆柱形扩径部7a的平坦底部的支承部14a；前述主轴4与前述可动形连接体17、前述把持部14、前述支承部14a的中心线一致；设定前述圆柱形销12的外径与前述主轴4的下端部4a的外径D4a之差、前述主轴4的下端部4a的外径与前述可动形连接体17的内径之差、前述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的扩径部7a的外径与前述把持部14的内径之差，使前述可动形连接体17能以前述销12的轴为中心进行摇摆。
22．一种光纤母材处理装置，所述装置具有对光纤母材进行高温处理的区域；包括主轴4、使位于前述区域的光纤母材得到支承旋转的旋转支承装置；设于前述光纤母材与前述旋转支承装置的主轴4之间的光纤母材悬挂支承装置，其特征在于，前述光纤母材悬挂支承装置具有收纳主轴4的圆柱形下端部4a的圆筒形可动连接体17；在所述主轴4的下端部4a及前述可动形连接体17上水平形成的第1圆形贯通孔18、19；通过所述第1贯通孔18、19，使所述可动形连接体17与所述主轴4以第1销12为中心可摇摆地连接的第1圆柱形销12；把持部14，所述把持部包括插入所述圆筒形可动形连接体17的下部的圆柱形上部14b、容纳光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的上端的圆柱形扩径部7a的扩径部插入空间15、限定该扩径部插入空间15的底面，并形成贯通所述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部的插入切口16，并且支承所述光纤母材的支承部的上端圆柱形扩径部7a的平坦底部的支承部14a；位于在前述可动形连接体17上形成的第1贯通孔18、19的下部并与该第1贯通孔18、19的方向垂直，将前述把持部14的圆柱状上部14b与前述可动形连接体17水平贯通的第2圆形贯通孔21、22；通过前述第2贯通孔21、22，将前述把持部14的圆柱形上部14b与前述可动形连接体17的第2圆柱形销12b为旋转中心可摇摆地连接的第2圆柱形销12b；前述主轴4与前述可动形连接体17、前述把持部14、前述支承部14a的中心线一致，设定前述第1圆柱状销12a的外径与前述主轴4的下端部4a的外径D4a之差，前述主轴4的下端部4a的外径与前述可动形连接体17的内径之差、前述第2圆柱形销12b的外径与前述把持部14的圆柱形上部14b的外径D14b的差以及前述光纤母材或多孔质光纤母材的支承部7的扩径部7a的外径与前述把持部14的内径之差，以使前述可动形连接体17能以前述第1销12a为中心进行摇摆。
全文摘要
一种光纤母材悬挂支承装置及光纤母材处理装置,可防止高温环境下销的变形,在不影响支承销的部分的前提下,使多孔质光纤母材得到沿主轴延长垂线上的支承。在光纤母材处理装置内,主轴4下端部的扩径部4a上嵌入可动形连接体17。扩径部4a与可动形连接体17通过销12使可动形连接体的销12为中心可摇摆连接。可动形连接体17的下部一体设有把持部14,该把持部14具有夹住初始母材7上端的扩径部7a的支承部14a。销12的直径为主轴4的下端部的扩径部4a的外径D4a的25～50%。
文档编号C03B37/018GK1314317SQ0111205
公开日2001年9月26日 申请日期2001年3月21日 优先权日2000年3月21日
发明者三上俊宏, 香村幸夫 申请人:古河电气工业株式会社