JPH11292554A

JPH11292554A - 光ファイバプリフォ―ムを突き合わせ溶接する装置

Info

Publication number: JPH11292554A
Application number: JP225199A
Authority: JP
Inventors: Gerard Lavanant; ジエラール・ラバノン; Philippe Dhenry; フイリツプ・ダンリー; Rene Mulon; ルネ・ムロン
Original assignee: Alcatel CIT SA; Nokia Inc
Current assignee: Alcatel CIT SA; Nokia Inc
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1999-01-07
Publication date: 1999-10-26
Also published as: FR2773366B1; EP0928780A1; DE69901195D1; FR2773366A1; DE69901195T2; EP0928780B1

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバプリフォームを突き合わせ溶接す
る装置を提供すること。【解決手段】この装置は、共通の回転軸（Ａ）を中心
にして回転するようにガラス旋盤（１）上に取り付けら
れた二つのプリフォーム（７、９）を受容する。プリフ
ォームの少なくとも一方はまた前記回転軸に平行に並進
移動するように取り付けられる。二本の酸水素ブロート
ーチ（１７、２１）の各々によって担持された二つのノ
ズル（１９、２３）が回転軸（Ａ）に直角な平面内に配
置され、それによりプリフォームの対向する二つの端面
（７１、９１）間に二つの火炎（１９１、２３１）を作
り出す。二つのノズルの少なくとも一方（２３）は回転
軸（Ａ）に直角に並進移動するように取り付けられ、そ
れにより二つの火炎（１９１、２３１）を回転軸（Ａ）
に向かって集中させ、それによりプリフォームの二つの
端面（７１、９１）と整合する二つの加熱コーン（６、
８）を作り出し、それにより各端面の全領域を比較的迅
速に加熱することができ、また加熱の影響を受けるプリ
フォームの軸方向長さを制限することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバプリフ
ォームを突き合わせ溶接する装置に関する。この装置
は、共通の回転軸を中心にして回転するようにガラス旋
盤（ガラスメーカズラス：ｇｌａｓｓ−ｍａｋｅｒ’ｓ
ｌａｔｈｅ）上に取り付けられた二つのプリフォーム
を受容する。二つのプリフォームの少なくとも一方はま
た前記回転軸に平行に並進移動するように取り付けられ
る。二本の酸水素ブロートーチの各々によって担持され
た二つのノズルが回転軸に直角な平面内に配置され、そ
れによりプリフォームの対向する二つの端面間に二つの
火炎を作り出す。

【０００２】

【従来の技術】そのような装置では、二つの火炎は、二
つのノズルからガスジェットの形で放出される酸素と水
素の燃焼によって作り出される。燃焼によって放出され
た熱エネルギーは、プリフォームの対向する二つの端面
に供給され、それによりプリフォームを構成している材
料、すなわち一般に石英ガラスを軟化させる。たとえば
円形断面を有する円筒形状のプリフォームを回転するこ
とによって、二つの端面の周辺部の均一な加熱を保証す
ることができる。プリフォームを回転軸に平行に並進移
動させることによって、二つの軟化した端面を一緒に移
動させて接触させることによって溶接を実施することが
できる。

【０００３】文献ＵＳ３１１３０１２には、ノズルが半
円形であり、二列の穴を有し、そこから燃焼に必要なガ
スが放出されるタイプの装置が記載されている。

【０００４】二つのノズルは固定されていること、およ
び二列の穴によって作り出される火炎は回転軸に対して
傾斜するように角度的に位置決めされ、それによりプリ
フォームの二つの端面の各々の外側リングを加熱し、各
外側リングは、各プリフォームを構成している管の厚さ
に対応することに留意されたい。

【０００５】そのような装置によって固体プリフォーム
を溶接する場合、外側リングのみに制限されるのではな
く、端面の全領域にわたって延びる軟化を得るために、
端面をより長い時間加熱する必要がある。また、領域の
周辺部から中心部への伝導による熱伝播は、必然的にプ
リフォームの軸方向の熱伝播を引き起こす。このような
形で加熱の影響を受ける領域の長さはプリフォームの直
径にほぼ等しい。溶接後、加熱中に発生した熱応力は、
影響を受けた領域の全長にわたって材料の機械的不均質
性を生じる。この機械的不均質性は、突き合わせ溶接ま
たは「バット」溶接された二つのプリフォームを線引す
るときにその領域から得られた光ファイバに有害であ
る。

【０００６】また、加熱の影響を受ける領域は、より高
い温度でより容易に吸収され、かつ影響を受けた領域の
長さにわたってプリフォームの側面を汚染させる汚染物
質からあまりよく保護されないことに留意されたい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の欠点を解消する、光ファイバプリファームを溶接する
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
共通の回転軸（Ａ）を中心にして回転するようにガラス
旋盤（１）上に取り付けられた二つのプリフォーム
（７、９）を受容し、二つのプリフォームの少なくとも
一方がまた前記回転軸に平行に並進移動するように取り
付けられ、二本の酸水素ブロートーチ（１７、２１）の
各々によって担持された二つのノズル（１９、２３）が
回転軸（Ａ）に直角な平面内に配置され、それによりプ
リフォームの対向する二つの端面（７１、９１）間に二
つの火炎（１９１、２３１）を作り出す、光ファイバプ
リフォームを突き合わせ溶接する装置であって、二つの
ノズルの少なくとも一方（２３）が回転軸（Ａ）に直角
に並進移動するように取り付けられ、それにより二つの
火炎（１９１、２３１）を回転軸（Ａ）に向かって集中
させ、それによりプリフォームの二つの端面（７１、９
１）と整合する二つの加熱コーン（６、８）を作り出す
ことを特徴とする装置を提供する。

【０００９】また、本発明は、プリフォームを下方に線
引きする装置の線引軸に沿って垂直に配置された二つの
プリフォームを受容し、二本の酸水素ブロートーチによ
って担持された二つのノズルが線引軸に直角な平面内に
配置され、プリフォームの対向する二つの端面間に二つ
の火炎を作り出す、光ファイバプリフォームを突き合わ
せ溶接する装置であって、二つのノズルの少なくとも一
方が線引軸に直角に並進移動するように取り付けられ、
それにより二つの火炎を線引軸に向かって集中させ、そ
れによりプリフォームの二つの端面と整合する二つの加
熱コーンを作り出すことを特徴とする装置を提供する。

【００１０】本発明の装置では、二つのノズルの一方を
ガラス旋盤の回転軸か、またはプリフォームを下方に線
引きする装置の線引軸に直角に並進移動させることによ
って、二つのノズル間の距離を短縮し、それにより二つ
のノズルによって放出された二つの火炎が重なることに
よって回転軸または線引軸に向かって集中する。この重
なりは、プリフォーム端面の各々と整合する二つの加熱
コーンを作り出す。その結果、各端面の全領域は、加熱
コーンにさらされ、従来技術の装置によるよりも迅速に
より高い温度にされる。この加熱速度の増大により、端
面が火炎にさらされる時間を比例的に短縮することがで
き、従ってプリフォームの軸方向の熱の伝播を制限する
ことができる。従って、加熱の影響を受ける長さはプリ
フォームの直径よりも約三分の一短くなる。

【００１１】本発明の他の特徴および利点は、添付の図
面に関して与えられる本発明の三つの実施形態について
の以下の説明を読めば明らかになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に示すように、本発明の装置
は、共通の回転軸Ａを有する二つのサポート３と５を備
えたガラス旋盤１を含む。各サポートは、シリカから製
造された円筒形のプリフォーム７、９をそれぞれ担持
し、二つのサポートの少なくとも一方（３）は回転軸Ａ
に平行に並進移動するように取り付けられる。二つのプ
リフォーム７と９はそれぞれチャック１１、１３によっ
てサポート３と５に保持される。

【００１３】ガラス旋盤１は、第一のノズル１９を担持
する第一のブロートーチ１７が配置されるリセス２を備
えている。第二のノズル２３を担持する第二のブロート
ーチ２１は、第一のブロートーチ１７の上方に垂直に配
置され、またリセス２と回転軸Ａとに直角に延びる、図
２に示されるブラケット２５上に取り付けられる。

【００１４】ブラケット２５は、第二のブロートーチ２
１を並進移動させる機構２２、たとえばラック機構２２
を備えている。二つのノズル１９と２３は、第二のブロ
ートーチ２１が並進移動する方向と一致する同じ軸Ｔに
沿って配置されることが好ましい。

【００１５】ノズルは管状形であり、石英ガラスから製
造される。ノズルには、燃焼ガス、たとえば酸素と水素
がブロートーチを介して供給される。酸素は、各ノズル
の出口部分に対して中央にある穴と、中央穴を囲んでい
る複数の穴のリングとから放出される。水素は、酸素と
水素を混合するためにこれらの穴を囲んでいる出口リン
グから放出される。このようにすると、燃焼火炎は、ほ
ぼ軸対称になり、火炎が出る管状ノズルの方向に集束す
る。

【００１６】装置は次のように動作する。二つのプリフ
ォームは同じ方向１５に同じ速度で回転軸Ａを中心にし
て回転される。二つのノズル１９と２３は、ガラス旋盤
１上のプリフォームの対向する二つの端面７１と９１の
間に二つの火炎１９１と２３１をそれぞれ作り出す。並
進移動できる第二のブロートーチ２１によって担持され
たノズル２３は、方向Ｔに平行に移動され、二つの火炎
１９１と２３１を回転軸Ａに向かって集中させる。二つ
の火炎１９１と２３１は、わずかに重なることによっ
て、二つの端面７１と９１と整合する加熱コーン６と８
を作り出す。酸素と水素の燃焼による熱は、各加熱コー
ンによって各端面の全領域に分配され、石英ガラスの比
較的均一な軟化を引き起こす。その結果、温度が比較的
迅速に上昇するので、プリフォームの軸方向の熱の広が
りを制限することができる。軟化が終わると、可動サポ
ート３は回転軸Ａに平行に並進移動され、それによりプ
リフォームの二つの端面７１と９１が互いに接触し、ま
た突き合わせ溶接または「バット」溶接を行うことがで
きるようになる。

【００１７】別の実施形態（図２）では、第一のブロー
トーチ１７は、回転軸Ａに直角な平面内で第一のノズル
１９の両側に配置され、かつ前記面内で旋回するように
取り付けられた二つの補助ノズル２７と２９をさらに備
えている。二つの補助ノズル２７と２９および第一のノ
ズル１９は同一平面内にあることが好ましい。

【００１８】二つの補助ノズルの形状および構成は、上
述のブロートーチノズルの形状および構成と同じであ
る。同様に、補助ノズルには水素と酸素とが供給され
る。

【００１９】二つの補助ノズルは、回転軸に向かって集
中する火炎２７１と２９１をそれぞれ作り出す。補助ノ
ズルからの火炎は、ブロートーチによって担持されたノ
ズルから出た二つの火炎１９１と２３１と混合すること
によって、様々な直径を有するプリフォームの端面を加
熱するために使用できる余分の燃焼熱を作り出す。二つ
の補助ノズルは、回転軸に直角な平面内に配置されるこ
とによって、余分の熱を端面の全領域に分配し、従って
端面の温度をより迅速に上昇させ、かつプリフォームの
軸方向の熱伝播を制限するのに役立つ。加熱コーンは、
回転軸に直角な平面内で二つの補助ノズルを旋回するこ
と２８によってプリフォームの直径に応じてセンタリン
グできる。加熱コーンの直径はノズルの燃焼ガス流量に
比例する。したがって、本発明の装置によれば、一般に
４０ミリメートル（ｍｍ）から１２０ｍｍまでの様々な
直径のプリフォームの溶接することができる。

【００２０】第一のブロートーチ１７によって担持され
た二つの補助ノズル２７と２９および第一のノズル１９
は全体として、第二のブロートーチ２１によって担持さ
れた第二のノズル２３のガス流量に等しいガス流量を有
することが好ましい。そのようなガス流量設定は燃焼熱
の消費を最適化する。たとえば、直径が７０ｍｍに等し
い二つのプリフォームは数分で突き合わせ溶接でき、加
熱の影響を受ける領域の長さは２０ｍｍに制限される。
また、溶接領域の両側に溶着ビードまたはシリカ堆積物
がないことを指摘しておかなければならない。

【００２１】本発明の溶接装置の第三の実施形態では、
上述の二つのプリフォームは、知られているプリフォー
ムを下方に線引きする装置の線引軸に沿って垂直に配置
される。上述の二つのノズルと二本の酸水素ブロートー
チは線引軸に直角な平面内に配置され、それによりプリ
フォームの対向する二つの端面間に二つの火炎を作り出
す。二つのノズルの少なくとも一方は線引軸に直角に並
進移動するように取り付けられ、それにより二つの火炎
を線引軸に向かって集中させ、またプリフォームの二つ
の端面と整合する二つの加熱コーンを作り出す。

【００２２】本発明のこの第三の実施形態では、溶接
は、線引軸を中心として二つのプリフォームを回転させ
ることなしに行われる。プリフォームは、ブロートーチ
およびノズルがプリフォームを下方に線引きする装置の
上流に配置され、かつプリフォームを線引軸上で整合す
ることを可能にするアセンブリに組み込まれているとき
に連続的に溶接される。

【００２３】本発明の上述の実施形態の変形形態では、
第一または第二のブロートーチは、ブロートーチの両側
に配置された二つの窒素ノズルを備えており、それによ
り第一または第二の燃焼ガスノズルから出た火炎が二つ
のプリフォームの溶接すべき面上に集束される。二つの
窒素ノズルはまた、プリフォームの側面上に汚染石英堆
積物が形成されるのを防ぐことを可能にする。たとえ
ば、二つのノズルはブロートーチの両側に５０ミリメー
トルのところに配置され、二つのノズルはそれぞれ毎分
２０リットルの窒素流量を有する。

【００２４】本発明の第三の実施形態では、そのような
窒素ノズルは、燃焼ノズルから出たガスの煙突効果を抑
制することによって、高い方の位置にあるプリフォーム
の加熱を制限することを可能にする。溶接するべき面上
の温度均一性を高めるために、二つのブロートーチの一
方を、、線引軸に直角な平面内で、たとえば１０秒の期
間で６０度の角度にわたって、線引軸を中心にして前後
に角運動するように取り付ける準備がなされる。そのよ
うな角運動によれば、直径１００ミリメートルの二つの
プリフォームを１分以内に溶接することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】各ブロートーチによって担持された二つのノズ
ルを有する本発明の装置の縦断面図である。

【図２】ブロートーチの一方によって担持された旋回す
るように取り付けられた二つの補助ノズルを示す本発明
による装置の部分横断面図である。

【符号の説明】

１ガラス旋盤２リセス１７第一のブロートーチ１９第一のノズル２１第二のブロートーチ２２ラック機構２３第二のノズル２５ブラケット２７補助ノズル２８旋回２９補助ノズル１９１、２３１、２７１、２９１火炎Ｔノズル１９と２３の中心線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共通の回転軸（Ａ）を中心にして回転す
るようにガラス旋盤（１）上に取り付けられた二つのプ
リフォーム（７、９）を受容し、二つのプリフォームの
少なくとも一方がまた前記回転軸に平行に並進移動する
ように取り付けられ、二本の酸水素ブロートーチ（１
７、２１）の各々によって担持された二つのノズル（１
９、２３）が回転軸（Ａ）に直角な平面内に配置され、
それによりプリフォームの対向する二つの端面（７１、
９１）間に二つの火炎（１９１、２３１）を作り出す、
光ファイバプリフォームを突き合わせ溶接する装置であ
って、二つのノズルの少なくとも一方（２３）が回転軸
（Ａ）に直角に並進移動するように取り付けられ、それ
により二つの火炎（１９１、２３１）を回転軸（Ａ）に
向かって集中させ、それによりプリフォームの二つの端
面（７１、９１）と整合する二つの加熱コーン（６、
８）を作り出すことを特徴とする装置。
【請求項２】二本のブロートーチの一方（１７）がさ
らに二つの補助ノズル（２７、２９）を備え、これらの
補助ノズル（２７、２９）が、回転軸（Ａ）に直角な平
面内に配置され、かつ前記平面内で同じブロートーチ
（１７）によって担持されたノズル（１９）の両側で旋
回するように取り付けられる請求項１に記載の装置。
【請求項３】同じブロートーチ（１７）によって担持
された二つの補助ノズル（２７、２９）およびノズル
（１９）が全体として他のブロートーチ（２１）によっ
て担持されたノズル（２３）のガス流量に等しい全ガス
流量を有する請求項２に記載の装置。
【請求項４】プリフォームを下方に線引きする装置の
線引軸に沿って垂直に配置された二つのプリフォームを
受容し、二本の酸水素ブロートーチの各々によって担持
された二つのノズルが線引軸に直角な平面内に配置さ
れ、プリフォームの対向する二つの端面間に二つの火炎
を作り出す、光ファイバプリフォームを突き合わせ溶接
する装置であって、二つのノズルの少なくとも一方が線
引軸に直角に並進移動するように取り付けられ、それに
より二つの火炎を線引軸に向かって集中させ、それによ
りプリフォームの二つの端面と整合する二つの加熱コー
ンを作り出すことを特徴とする装置。
【請求項５】ブロートーチの一方が線引軸に直角な平
面内で回転移動するように取り付けられる請求項４に記
載の装置。
【請求項６】窒素ノズルが二本のブロートーチの一方
の両側に配置される請求項１から５のいずれか一項に記
載の装置。