CN102249531A - 光纤线的制造装置以及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光纤线的制造装置以及制造方法，具备：加热炉，边使设置有伪棒部的光纤母材沿其长度方向移动，边进行熔融拉丝，形成光纤线；密封机构，其被设置在加热炉的上游侧的开口部上，且具备边与光纤母材的外周面接触边沿光纤母材的长度方向将该密封机构的内部空间划分成三个以上的区域的三个以上密封部件，在光纤母材被插入加热炉的状态下，抑制外部气体侵入加热炉内，利用惰性气体对加热炉进行密封；第一配管，其与加热炉连接，将气体导入加热炉；第二配管，其与区域中的距离加热炉最近的最下部区域连接，将气体导入最下部区域；气体流量控制部，其将从第一配管供给的气体的流量和从第二配管供给的气体的流量的总和控制为大致恒定。

Description

光纤线的制造装置以及制造方法
本申请主张于2010年4月30日在日本国提出的日本专利申请号为No.2010-105216的优先权，该优先权文件的内容通过援引包含于本发明中。
技术领域
本发明涉及光纤线的制造装置以及制造方法。
背景技术
光纤线是通过下述方法制造的：在加热炉内，一边使悬挂支承的被称为光纤母材的石英玻璃棒下降，一边对其末端部进行加热使末端部熔融，并从该熔融部位进行拉丝。此时，光纤母材以未被拉丝的端部作为伪棒部(dummy)，在该伪棒部进行悬挂支承。光纤母材能够利用VAD法、OVD法、MCVD法、PCVD法或者RIC法等方法制造。
另一方面，用于进行熔融拉丝的加热炉通常内部的温度会上升至大约2000℃左右，作为加热炉内部的部件使用具有耐热性的碳制材料。但是，碳制部件虽然具有耐热性，但在存在氧气的情况下，会暴露于高温中而氧化，因而会劣化。在该情况下，加热炉内会被氧化所产生的物质等污染。如果放任该被污染的状态的话，则会出现所制造的光纤线的强度下降的情况。
因此，为了获得质量良好的光纤线，需要使加热炉内成为氮、氩、氦等惰性气体氛围，并且抑制大气(外部气体)侵入到加热炉内(密封)。
为了抑制外部气体侵入到加热炉内，重要的是，在将光纤母材插过加热炉内的状态下，维持位于加热炉的上游侧的开口部的气密性。进而，此时，光纤母材的长度方向的外径的变动尤其成为问题。更具体地说，光纤母材的伪棒部与其余的熔融拉丝出的主体部之间的外径差以及伪棒部中的与主体部之间的边界区域的外径变动成为问题。这是因为，一边使外径不恒定的光纤母材在长度方向移动(下降)、一边在加热炉的开口部与光纤母材之间维持气密性是很不容易的。
在日本特开平3-37128号公报以及日本特开2005-225733号公报中，作为抑制外部气体侵入加热炉内的方法，公开了如下的方法：在位于加热炉的上游侧的开口部上设置用于将光纤母材整体与外部气体隔绝开的腔室。但是，在这些方法中，由于在加热炉上还需要高的空间，因此存在难以应对大型的光纤母材或高速的拉丝速度的问题。并且，如果气流在加热炉内局部地大幅度变动的话，则会产生光纤线的外径变动等问题。然而，在以往的方法中，并未考虑解决这种问题。
针对该情况，在日本特开2009-62265号公报以及日本特开2006-248842号公报中，公开了如下的方法：在位于加热炉的上游侧的开口部上，以与光纤母材的外周面接触的方式设置密封部件，从而抑制外部气体侵入加热炉内。
但是，在日本特开2009-62265号公报以及日本特开2006-248842号公报所记载的方法中，存在当进行熔融拉丝时在使光纤母材下降的过程中使惰性气体流入到加热炉内的工序。在这样的工序中，如上所述，由于气流在加热炉内局部地大幅度变动，因此存在光纤线的外径变动的问题。进一步，在日本特开2006-248842号公报所记载的方法中，存在如下的问题：在使外径不恒定的光纤母材下降的情况下，难以维持气密性，外部气体会侵入到加热炉内，造成气流局部地大幅度变动，或者混入氧，从而使碳制部件劣化。
发明内容
本发明就是鉴于上述情形而完成的，本发明的目的在于提供一种能够抑制外部气体侵入到加热炉内、且能够抑制气流在加热炉内局部地大幅度变动的光纤线的制造装置以及制造方法。
本发明的第一实施方式所涉及的光纤线的制造装置，具备：加热炉，该加热炉边使在端部设置有伪棒部的光纤母材沿着其长度方向移动，边对该光纤母材进行熔融拉丝，形成光纤线；密封机构，该密封机构被设置在位于上述加热炉的上游侧的开口部上，且具备边与上述光纤母材的外周面接触边沿着上述光纤母材的长度方向将该密封机构的内部空间划分成三个以上的区域的三个以上密封部件，在上述光纤母材被插入上述加热炉的状态下，抑制外部气体侵入上述加热炉内，利用惰性气体对上述加热炉进行密封；第一配管，该第一配管与上述加热炉连接，用于将上述气体导入上述加热炉的内部；第二配管，该第二配管与上述区域中的距离上述加热炉最近的最下部区域连接，用于将上述气体导入上述最下部区域；以及气体流量控制部，该气体流量控制部将从上述第一配管向上述加热炉内供给的气体的流量和从上述第二配管向上述最下部区域供给的气体的流量的总和控制为大致恒定。
也可以采用如下的结构：还具备大致筒状的接头部，该大致筒状的接头部以覆盖上述光纤母材的上述伪棒部中的缩小部位的方式进行安装，上述缩小部位的外径与上述光纤母材的主体的外径相比被缩小，且缩小幅度是变动的，上述接头部具有：第一开口部，该第一开口部被设置成在上述光纤母材的上游侧与上述伪棒部的外周面紧密接触；第二开口部，该第二开口部被设置成在上述光纤母材的下流侧与上述缩小部位紧密接触；以及安装部，该安装部覆盖上述缩小部位，并且，上述接头部对上述缩小部位的至少一部分进行密封，上述安装部的外径与上述光纤母材的外径大致相同。
上述第一配管和上述第二配管从一根主配管分支而构成，
上述气体流量控制部还可以具备对上述主配管供给气体的气体供给源。
本发明的第二实施方式所涉及的光纤线的制造装置，具备：加热炉，该加热炉边使在端部设置有伪棒部的光纤母材沿着其长度方向移动，边对该光纤母材进行熔融拉丝，形成光纤线；密封机构，该密封机构被设置在位于上述加热炉的上游侧的开口部上，且具备边与上述光纤母材的外周面接触边沿着上述光纤母材的长度方向将该密封机构的内部空间划分成两个以上的区域的两个以上密封部件，在上述光纤母材被插入上述加热炉的状态下，抑制外部气体侵入上述加热炉内，利用惰性气体对上述加热炉进行密封；第一配管，该第一配管与上述加热炉连接，用于将上述气体导入上述加热炉的内部；第二配管，该第二配管与上述区域中的距离上述加热炉最近的最下部区域连接，用于将上述气体导入上述最下部区域；第三配管，该第三配管与上述区域中的距离上述加热炉最远的最上部区域连接，该最上部区域具有与上述伪棒部的外周面紧密接触的位于上游侧的开口部，并且，在被插入上述光纤母材时，该最上部区域对上述伪棒部中的缩小部位进行密封，上述缩小部位的外径与上述光纤母材的主体的外径相比被缩小，且缩小幅度是变动的；以及气体流量控制部，该气体流量控制部将从上述第一配管向上述加热炉内供给的气体的流量、从上述第二配管向上述最下部区域供给的气体的流量以及从上述第三配管向上述最上部区域供给的气体的流量的总和控制为大致恒定。
也可以采用如下的结构：上述密封机构具备将上述密封机构的内部空间划分成三个以上的区域的三个以上密封部件，上述最上部区域相对于上述密封机构的除了上述最上部区域以外的部位能够独立地进行装卸，且借助驱动装置能够沿着上述光纤母材的长度方向移动。
也可以采用如下的结构：上述第一配管、上述第二配管以及上述第三配管从一根主配管分支而构成，上述气体流量控制部具备对上述主配管供给气体的气体供给源。
本发明的第三实施方式所涉及的光纤线的制造方法，上述光纤线的制造方法使用如下的光纤线的制造装置进行，上述光纤线的制造装置具备：加热炉，该加热炉边使在端部设置有伪棒部的光纤母材沿着其长度方向移动，边对该光纤母材进行熔融拉丝，形成光纤线；密封机构，该密封机构被设置在位于上述加热炉的上游侧的开口部上，且具备边与上述光纤母材的外周面接触边沿着上述光纤母材的长度方向将该密封机构的内部空间划分成三个以上的区域的三个以上密封部件，在上述光纤母材被插入上述加热炉的状态下，抑制外部气体侵入上述加热炉内，利用惰性气体对上述加热炉进行密封，根据上述光纤线的制造方法，准备光纤母材，该光纤母材在伪棒部具有缩小部位，该缩小部位的外径与主体的外径相比被缩小，并且缩小幅度是变动的，对上述加热炉的内部以及上述区域中的距离上述加热炉最近的最下部区域供给惰性气体，将所供给的上述惰性气体的流量的总和控制为大致恒定，按照使上述缩小部位不会同时跨越上述区域中的从距离上述加热炉最远的最上部区域到上述最下部区域的所有区域的方式使上述光纤母材移动。
也可以采用如下的结构：以覆盖上述缩小部位的方式将大致筒状的接头部安装于上述光纤母材，上述缩小部位的至少一部分被密封，上述接头部具有与上述伪棒部的外周面紧密接触的被设置于上游侧的第一开口部和与上述缩小部位紧密接触的被设置于下游侧的第二开口部，安装部位的外径与上述光纤母材的外径大致相同，按照上述缩小部位中的未安装上述接头部的未安装部位不会同时跨越从上述最上部区域到上述最下部区域的所有区域的方式使上述光纤母材移动。
也可以采用如下的结构：上述接头部在其一端具有凸缘部，位于上游侧的上述开口部被设置在上述凸缘部，在上述光纤母材插入上述接头部的状态下，上述凸缘部覆盖上述密封机构的上部开口部从而堵塞该上部开口部，使安装于上述接头部的上述光纤母材移动，当上述密封机构的上述上部开口部被堵塞时，按照上述缩小部位中的未安装上述接头部的未安装部位不会同时跨越上述最下部区域和与上述最下部区域紧挨着的上方的区域的方式进一步使光纤母材移动。
相邻的上述密封部件之间的距离也可以被设定成比上述缩小部位的在上述光纤母材的长度方向上的长度长。
本发明的第四实施方式所涉及的光纤线的制造方法，上述光纤线的制造方法使用如下的光纤线的制造装置进行，上述光纤线的制造装置具备：加热炉，该加热炉边使在端部设置有伪棒部的光纤母材沿着其长度方向移动，边对该光纤母材进行熔融拉丝，形成光纤线；及密封机构，该密封机构被设置在位于上述加热炉的上游侧的开口部上，且具备边与上述光纤母材的外周面接触边沿着上述光纤母材的长度方向将该密封机构的内部空间划分成两个以上的区域的两个以上密封部件，在上述光纤母材被插入上述加热炉的状态下，抑制外部气体侵入上述加热炉内，利用惰性气体对上述加热炉进行密封，根据上述光纤线的制造方法，准备光纤母材，该光纤母材在伪棒部具有缩小部位，该缩小部位的外径与主体的外径相比被缩小，并且缩小幅度是变动的；边对上述加热炉的内部、上述区域中的距离上述加热炉最近的最下部区域以及最上部区域供给惰性气体，且将供给的该惰性气体的流量的总和控制为大致恒定，边使上述光纤母材移动，上述最上部区域具有与上述伪棒部的外周面紧密接触的被设置在上游侧的开口部，当插入光纤母材时，上述最上部区域对上述缩小部位进行密封。
也可以采用如下的结构：上述密封机构具备将上述密封机构的内部空间划分成三个以上的区域的三个以上密封部件，上述最上部区域相对于上述密封机构的除了上述最上部区域以外的部位能够独立地进行装卸，并且借助驱动装置能够沿着上述光纤母材的长度方向移动，当进行拉丝时，在上述最上部区域从上述密封机构的除了上述最上部区域以外的部位脱离的状态下，将上述缩小部位配置于上述最上部区域，将上述光纤母材的主体配置于上述加热炉内，接着，使上述最上部区域与上述光纤母材一起移动，在将上述最上部区域固定于上述密封机构的其它部位之后，进一步使上述光纤母材移动。
根据上述光纤线的制造装置以及制造方法，在光纤线的制造工序中，能够抑制外部气体侵入加热炉内的情况和加热炉内的局部的气流的大幅度变动。结果，能够抑制光纤线的外径变动，能够抑制加热炉内的碳制部件的劣化，并且能够抑制光纤线的强度下降。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的制造装置的主要部分的主视图。
图2是示出光纤母材中的接近主体部与伪棒部之间的边界的部分的放大图。
图3是示出该实施方式所涉及的制造装置中的第一密封部件(第二密封部件、第三密封部件)的俯视图。
图4A是用于说明使用了该实施方式所涉及的制造装置的情况下的光纤线的制造方法的主视图。
图4B是用于说明使用了该实施方式所涉及的制造装置的情况下的光纤线的制造方法的主视图。
图4C是用于说明使用了该实施方式所涉及的制造装置的情况下的光纤线的制造方法的主视图。
图4D是用于说明使用了该实施方式所涉及的制造装置的情况下的光纤线的制造方法的主视图。
图5是示出本发明的第二实施方式所涉及的制造装置的主要部分的主视图。
图6A是用于说明使用了本发明的第二实施方式所涉及的制造装置的情况下的光纤线的制造方法的主视图。
图6B是用于说明使用了该实施方式所涉及的制造装置的情况下的光纤线的制造方法主视图。
图6C是用于说明使用了该实施方式所涉及的制造装置的情况下的光纤线的制造方法的主视图。
图7是示出本发明的第三实施方式所涉及的制造装置的主要部分的主视图。
图8是示出本发明的第四实施方式所涉及的制造装置的主要部分的主视图。
图9是用于说明使用了该实施方式所涉及的制造装置的情况下的光纤线的制造方法的主视图。
图10是示出本发明的第五实施方式所涉及的制造装置的主要部分的主视图。
图11是用于说明使用了该实施方式所涉及的制造装置的情况下的光纤线的制造方法的主视图。
具体实施方式
<光纤线的制造装置以及制造方法>
(第一实施方式)
图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的制造装置的主要部分的主视图。
另外，在图1中，显示加热炉与密封装置的剖面。对于在图2～11中举例示出的制造装置，也显示加热炉与密封装置的剖面。
制造装置1具备：加热炉10，该加热炉10用于对光纤母材进行熔融拉丝从而形成光纤线；以及密封装置11，该密封装置11设置在位于加热炉10的上游侧的开口部10a上。进一步，在加热炉10上连接有用于将气体导入该加热炉10的内部的第一配管81。在密封装置11上连接有用于将气体导入该密封装置11的内部的第二配管82。加热炉10具备用于对光纤母材9进行加热的加热器7。
在图1中，示出光纤母材9被插入到制造装置1的加热炉10以及密封装置11中的状态。光纤母材9具有：主体部91，对该主体部91进行熔融拉丝而形成光纤线；以及伪棒部，该伪棒部被设置在主体部91的端部。在光纤母材9中，也可以将制造时形成的外径比主体部91的外径小的部位作为伪棒部90。并且，也可以在主体部件另外熔接粘接伪棒部件从而形成为在主体部91的端部具有伪棒部90的构造。
在光纤母材9中，主体部91的外径D91除了被熔融拉丝的末端部以外都沿着主体部的长度方向大致恒定。此处，所谓外径D91大致恒定，是指例如在外径D91位于大约100～200mm的范围内的情况下，外径D91的变动幅度为大约-5mm～+5mm的程度。
另一方面，在伪棒部90中的与主体部91之间的边界区域9a中存在缩小部位，该缩小部位的外径D9a与主体部91的外径D91相比被缩小、且缩小幅度是变动的。图2中示出光纤母材9的接近上述边界区域9a的部分的放大图。此处，仅示出边界区域9a的表面。另外，在图1中，为了容易判别边界区域9a处的上述缩小部位，将缩小幅度放大而强调示出。
在光纤母材9，在主体部件熔接连接有伪棒部件，从而设置有伪棒部90。边界区域9a与燃烧器的火焰接触部位大致一致。进而，在光纤母材9的长度方向中，熔接连接部9c及其前后的区域形成上述缩小部位9b。外径D91与外径D9a之间的差X9b(缩小幅度)的最大值例如为大约0.2～0.8mm左右，但是并不限定于此。上述缩小部位9b在光纤母材9的长度方提高的长度为Y9b。
另外，此处对伪棒部90通过熔接连接设置的光纤母材进行了说明。然而，将制造光纤母材9时所形成的外径比主体部91的外径小的部位作为伪棒部90的光纤母材也同样具有缩小部位。
并且，在图2中，作为边界区域9a，示出了同时具有外径D9a比主体部91的外径D91小的部位和外径D9a不比主体部91的外径D91小的部位的情况。然而，例如，也存在随着朝向伪棒部90的边界区域9a的相反侧的端部而外径D9a逐渐变小的情况。在本发明中作为对象的光纤母材9只要具有上述缩小部位即可，并无特殊限定。
密封装置11具有如下的功能：在光纤母材9被插入到该密封装置11的内部空间110(以下，简记为密封装置内110)和加热炉10的内部空间100(以下，简记为加热炉内100)的状态下，抑制外部气体侵入加热炉内100。
密封装置11大致呈筒状，在其内表面上突出设置有第一密封部件111、第二密封部件112以及第三密封部件113。进而，在光纤母材9被插入到密封装置内110中的状态下，利用处于与主体部91的外周面接触的状态下的这三个密封部件，沿着光纤母材9的长度方向(轴向)将密封装置内110划分成第一区域110a、第二区域110b以及第三区域110c这三个区域。另外，此处，为了容易判别本发明，使密封部件的厚度比实际的厚度厚而强调地示出。这在以后的附图中也同样。
在密封装置11中，上述第一～第三密封部件以外的部位例如由不锈钢等材质形成。
第一密封部件111与第二密封部件112之间的距离Lb1，第二密封部件112与第三密封部件113之间的距离Lc1均比缩小部位9b的上述长度Y9b长。
优选第二区域110b的体积与第三区域110c的体积之间的误差在10％以内，更加优选它们的体积为大致相同的体积。第一区域110a的体积可以比第二区域110b或者第三区域110c的体积大、也可以比第二区域110b或者第三区域110c的体积小，但是，优选与第二区域110b以及笫三区域110c的体积同样。
图3中示出第一密封部件111的俯视图。
第一密封部件111是具有规定的厚度的大致圆环状的片材，且由具有耐热性和伸缩性的材质形成。作为这种材质可以例举碳、石墨片等。
在构成第一密封部件111的片材中，从作为与光纤母材9的外周面接触的接触部的内周部朝向径向外侧，从中心呈放射状地设置有多个切口1110。优选这些切口1110相互大致等间隔地设置。通过以这种方式设置切口1110，当第一密封部件111与光纤母材9的外周面接触时，能够更加容易地防止在该外周面与第一密封部件111之间产生间隙。切口的数量可以根据孔的直径D111适当地调节。
另外，也可以使用未设置上述切口的片材构成密封部件。然而，通过设置切口，片材的柔软性提高，能够更加容易地防止产生间隙。
在构成第一密封部件111的片材中，优选作为光纤母材9的插入部的孔的直径D111比光纤母材9的主体部91的外径D91稍小，更加优选为最多比上述D91小5mm左右的值。
通过以这种方式设定直径D111，能够使光纤母材9更加容易地移动，能够更加容易地防止在光纤母材9的外周面与第一密封部件111之间产生间隙。
特别是，在本实施方式中，如图1等所示，优选设定成，当光纤母材9被插入密封装置11时，第一密封部件111挠曲且其上表面(在未插入光纤母材9的状态下朝向上方的面)与光纤母材9的外周面接触。这样，通过设定成第一密封部件111与光纤母材9的外周面面接触，提高紧密粘接程度，能够更加有效地抑制在它们之间产生间隙。
一片上述片材的厚度并无特殊限定，优选为0.1～1mm。通过使厚度在下限值以上，片材具有良好的柔软性，能够更加容易地防止与光纤母材9的外周面之间产生间隙。并且，通过使厚度在上限值以下，片材具有良好的柔软性，能够抑制光纤母材9的弯折且能够更加容易地使光纤母材9移动。
第一密封部件111可以由一片上述片材构成，也可以重叠二片以上的上述片材而构成。在重叠二片以上的片材的情况下，这些片材可以全都是相同种类，也可以一部分是不同种类，也可以全都是不同种类。此处，所谓片材的种类不同，是指例如片材的材质、形状以及切口的数量中的一个以上相互不同。进而，各个片材的切口的位置可以全都一致，也可以一部分一致，也可以全都不一致。
第一密封部件111优选重叠多片上述片材而构成，更加优选为使2～4片上述片材以切口的位置相互错开的方式重叠而构成。通过以这种方式构成片材，能够更加容易地防止在光纤母材9的外周面与第一密封部件111之间产生间隙，并且，能够更加容易地使光纤母材9移动。
在第一密封部件111是通过重叠多片上述片材而构成的情况下，优选第一密封部件111的厚度(多片上述片材的总计的厚度)为0.3～3mm。通过使厚度在下限值以上，能够更加容易地防止在光纤母材9的外周面与第一密封部件111之间产生间隙。通过使厚度在上限值以下，能够更加容易地使光纤母材9移动。
第二密封部件112以及第三密封部件113的结构与第一密封部件111相同。
在密封装置内110中，在距离加热炉10最近的最下部的区域即第三区域110c连接有用于向区域导入气体的第二配管82。
进而，在加热炉内100上连接有用于导入气体的第一配管81a优选第一配管81在加热炉内100中的接近位于上游侧的开口部10a的位置开口。
第一配管81和第二配管82通过从一根主配管80的一端(第1端部)分支而构成。主配管80的另一端(第2端部)与用于对主配管80供给气体的气体供给源(省略图示)连接。因此，在从气体供给源对主配管80供给的气体的流量大致恒定的情况下，从第一配管81向加热炉内100供给的气体的流量和从第二配管82向第三区域110c供给的气体的流量的总和大致恒定。
优选在主配管80设置有流量计、质量流量控制器以及调节器(regulator)等。
优选第一配管81的内径与第二配管82的内径之间的误差在5％以内，更加优选其内径大致相同。
并且，对于第一配管81和第二配管82的长度，优选[长配管的长度]/[短配管的长度]之比在10以下，优选接近1，也可以是1。在图1所示的制造装置1中，第一配管81的长度比第二配管82的长度长。
当气体在配管内流动的情况下，根据气体所产生的配管阻力，气流容易度变化。进而，配管阻力取决于配管的内径和长度。因此，通过以如上所述的方式设定第一配管81和第二配管82的内径以及长度，能够更加容易地对从第一配管81向加热炉内100供给的惰性气体的流量和从第二配管82向第三区域110c供给的惰性气体的流量的总和进行控制。
另外，此处示出了第一配管81和第二配管82从一根主配管80分支而构成的例子，但是，在本发明中并不限定于此。例如，也可以是第一配管81和第二配管82以相互并不连接的方式分别设置，并以从第一配管81向加热炉内100供给的气体的流量和从第二配管82向第三区域110c供给的气体的流量的总和大致恒定的方式进行控制。
但是，由于第一配管81和第二配管82从一根主配管80分支的结构能够容易地对上述气体的流量的总和进行控制，所以从这点是优选的。
并且，此处，示出了密封装置内110被划分成第一区域110a、第二区域110b以及第三区域110c三个区域的例子，但是，在本发明中并不限定于此，也可以划分成三个以上的区域。例如，也可以设置有四个与第一密封部件111同样的密封部件，从而将密封装置内110划分成四个区域。但是，在划分成四个以上的区域的情况下，用于对密封装置内110导入气体的第二配管82需要连接在距离加热炉10最近的最下部的区域。
在密封装置内110被划分成三个以上的区域的情况下，相邻密封部件之间的距离可以全都比缩小部位9b的上述长度Y9b长。至少构成距离加热炉10最近的最下部的区域(在制造装置1中为第三区域110c)和该最下部的区域的紧挨着的上方的区域(在制造装置1中为第二区域110b)的密封部件之间的距离(在制造装置1中为Lb1和Lc1)都比上述长度Y9b长即可。
其次，参照图4A～图4D对使用了制造装置1的情况下的光纤线的制造方法进行说明。
首先，从主配管80的另一端(第2端部)以大致恒定的流量对加热炉10和密封装置11供给惰性气体。
作为所供给的惰性气体的优选气体，能够举例示出氮、氩、氦等。其中，如果气体的动粘度小、雷诺数小，则容易将线直径维持在小的程度，因此更加优选为氦。
进而，如图4A所示，将光纤母材9从上部开口部11A导入到密封装置内110，并将光纤母材9安置于制造装置1。于是，不久第三区域110c就充满惰性气体，处于被供给的惰性气体不向第三区域110c流动而仅向加热炉内100流动的状态，且维持该状态。此处，处于不向第三区域110c和加热炉内100流动而仅向加热炉内100流动的状态的时刻取决于光纤母材的外径或密封部件的孔的直径(例如，第一密封部件111的孔的直径D111)等，无法唯一地确定。
接着，使光纤母材9沿着长度方向朝箭头F的方向下降，将该光纤母材9也导入到加热炉内100，形成光纤母材9被插入密封装置11和加热炉10的内部的状态，并借助通常利用的装置对主体部91进行熔融拉丝。在进行熔融拉丝的同时，使光纤母材9朝箭头F的方向依次下降，由此，缩小部位9b到达接近密封装置11的上部开口部11A的区域。
接着，如图4B所示，当缩小部位9b到达跨越第一密封部件111的位置时，会在它们之间产生间隙，在该情况下，如箭头G1所示，外部气体从第一区域110a侵入第二区域110b。但是，由于光纤母材9(主体部9)与第二密封部件112紧密接触、在它们之间不存在间隙，因此，侵入的外部气体由第二区域110b隔断。另外，至此为止，光纤母材9与第三密封部件113还维持着紧密接触的状态。
此处，示出第一密封部件111的形成与光纤母材9接触的接触部的内周部在与光纤母材9非接触的状态下挠曲的情况。这是一个例子，根据从上述内周部不与光纤母材9接触后经过的时间或者第一密封部件111的材质不同，挠曲的程度是不同的情况，既有与接触时相同程度的挠曲的情况，也有几乎不挠曲或者完全不挠曲的情况。但是，无论挠曲的程度如何，制造装置1都能够起到本发明的效果。这在以后举例示出的其它的实施方式所涉及的制造装置中也同样。
接着，缩小部位9b在通过第一密封部件111的部位之后到达第二区域110b。在该状态下，上述Lb1比上述Y9b长，第一密封部件111、第二密封部件112以及第三密封部件113均与光纤母材9紧密接触。进而，通过第一密封部件111与光纤母材9紧密接触，此后，外部气体不会侵入比第一密封部件111靠后的位置。
接着，如图4C所示，即便是在缩小部位9b到达跨越第二密封部件112的位置、从而在它们之间产生间隙的情况下，如上所述，在第二区域110b与第三区域110c之间的体积的误差小或者是没有误差的情况下，压力在这些区域之间实现平衡。因此，如箭头G2所示，气体不会从第二区域110b向第三区域110c流动。并且，即便是在第二区域110b的体积与第三区域110c的体积之间的误差大的情况下，从第二配管82向第三区域110c供给惰性气体。因此，气体不会从第二区域110b向第三区域110c流动。因此，外部气体不会侵入第三区域110c。
接着，缩小部位9b在通过第二密封部件112的部位之后到达第三区域110c。在该状态下，第一密封部件111、第二密封部件112以及第三密封部件113均与光纤母材9紧密接触。进而，外部气体不会侵入比第二密封部件112靠后的位置。
接着，如图4D所示，即便是在缩小部位9b到达跨越第三密封部件113的位置从而在它们之间产生间隙的情况下，如箭头G3所示，从主配管80供给的惰性气体从第三区域110c向加热炉内100流动。此时，在从第二配管82经由第三区域110c向加热炉内100供给惰性气体的情况下，从第一配管81向加热炉内100供给的惰性气体的流量减少。并且，从第一配管81向加热炉内100供给的惰性气体的流量和从第二配管82向第三区域110c供给的惰性气体的流量的总和大致恒定。因此，向加热炉内100流入的气体的总流量也大致恒定。因此，不会出现在加热炉内100气流局部地大幅度变化的情况。
接着，缩小部位9b在通过第三密封部件113的部位之后到达加热炉内100。在该状态下，第一密封部件111、第二密封部件112以及第三密封部件113均与光纤母材9紧密接触。因此，外部气体不会侵入加热炉内100。
在缩小部位9b到达加热炉内100之后，继续根据需要使光纤母材9下降，并按照公知的方法进行熔融拉丝。
在制造装置1中，在不设置主配管80、第一配管81和第二配管82并不相互连接而使其分别设置的情况下，只要控制为从第一配管81向加热炉内100供给的惰性气体的流量和从第二配管82向第三区域110c供给的惰性气体的流量的总和大致恒定即可。为此，例如，可以将第一配管81和第二配管82的惰性气体的供给端连接于气体供给源，并利用计算机等对该气体供给源的气体的供给量进行控制，由此使气体的流量的总和恒定即可。
在使用制造装置1的情况下，如上所述，当进行熔融拉丝时，在密封装置11中，缩小部位9b不会同时跨越从第一区域110a到第三区域110c的所有的区域。并且，惰性气体在相对于密封装置11的外部不开放的空间(封闭空间)中流动。通过以这种条件使光纤母材9移动，能够抑制外部气体侵入加热炉内100的情况，气流不会在加热炉内100局部地大幅度变化。如果处于惰性气体在相对于密封装置11的外部开放的空间(开放空间)中流动的状态的话，则朝向加热炉内100的惰性气体的流量大幅减少，则气流在加热炉内100局部地大幅度变化。
在以往的制造装置中，难以在密封部件与光纤母材之间维持气密性，难以在抑制加热炉内的局部的气流的大幅度变动的同时抑制外部气体侵入加热炉内。例如，当上述缩小部位在光纤母材的周方向不均匀或者局部地存在的情况下，该问题特别显著。但是，对于本实施方式的制造装置1，密封部件设置有三级，由此，能够解决这种以往的问题。对于后面示出的本发明的其他的实施方式所涉及的制造装置，密封部件设置有多级，由此，也能够解决这种现有的问题。
在作为密封装置11使用该装置内110被划分成四个以上的区域的装置的情况下，只要以缩小部位9b不同时跨越从距离加热炉10最远的最上部区域到距离加热炉10最近的最下部区域的所有的区域的方式使光纤母材9移动接口即可。进而，只要能够对加热炉内100和上述最下部区域供给惰性气体、并将这些惰性气体的流量的总和控制成大致恒定即可。
(第二实施方式)
图5是示出本发明的第二实施方式所涉及的制造装置的主要部分的主视图。
另外，在图5所示的构成要素中，对与图1所示的构成要素相同的构成要素赋予与图1的构成要素同样标号，并省略详细说明。这对在以后举例示出的其它的实施方式也同样。
图5所示的制造装置2在制造装置1的基础上还具备安装于光纤母材9的接头部20。在图5中显示接头部(adapter)20的剖面。
在作为光纤母材9使用伪棒部90的边界区域9a处的外径D9a的缩小幅度大的母材的情况下，特别优选使用制造装置2。
在光纤母材9中，边界区域9a处的外径D9a向伪棒部90的与边界区域9a相反的一侧的端部变小。进而，缩小部位跨越边界区域9a的大致整个区域设置。
接头部20以覆盖边界区域9a的方式安装，大致呈筒状，且具备凸缘部201和安装部202。在凸缘部201设置有开口部(位于上游侧的开口部)201a。
在接头部20中，开口部201a的内径与伪棒部90的大致恒定的外径大致相同。因此，在光纤母材9被插过接头部20的状态下，上述开口部201a与伪棒部90的外周面紧密接触。另外，为了提高伪棒部90的外周面与开口部201a之间的密接性，也可以在上述开口部201a进一步设置耐热性衬垫等密封件(省略图示)。
安装部202的内径和外径沿着安装部的长度方向大致恒定。进而，安装部202的外径D202与光纤母材9的主体部91的外径D91大致相同。例如，在外径D91为100～200mm左右的情况下，优选外径D202与外径D91之间的差为-5mm～+5mm。
安装部202的长度方向上的长度比从密封装置11的上部开口部11A到第一密封部件的距离La1、第一密封部件111和第二密封部件112之间的距离Lb1以及第一密封部件的厚度之和大。另外，如后所述，为了提高光纤母材9的边界区域9a的外周面与开口端202a之间的密接性，也可以在安装部202的开口端202a进一步设置耐热性衬垫等密封件(省略图示)。
凸缘部201形成为如下的大小：在光纤母材9被插过凸缘部201的状态下，该凸缘部201能够覆盖密封装置11的上部开口部11A。
接头部20通过下述方式安装于光纤母材9：将光纤母材9朝向凸缘部201的开口部201a从安装部202的开口端(位于下流侧的开口部)202a插入安装部202，使伪棒部90从开口部201a突出，并且，使开口端202a与边界区域9a的外周面抵接。
在以这种方式安装有接头部20的状态下，开口部201a与伪棒部90的外周面紧密接触，开口端202a与边界区域9a紧密接触。即，边界区域9a中的安装有接头部20的部位被与外部气体隔离而密封。另一方面，边界区域9a中的位于主体部91侧的未安装接头部20的部位呈露出状态。因此，在边界区域9a中的安装有接头部20的安装部位具有与光纤母材9的主体部91大致相同的外径。未安装接头部20的未安装部位是外径比主体部91的外径小的缩小部位。安装有接头部20的光纤母材9例如能够以与图2所示的光纤母材同样的方式进行处理。在该情况下，未安装接头部20的未安装部位相当于缩小部位9b。
接头部20的材质可以与密封装置11的材质同样，也可以是石英玻璃等。
制造装置2除了具备接头部20这点以外都与第一实施方式所涉及的制造装置1同样。
其次，边参照图6A～图6C边对使用了制造装置2的情况下的光纤线的制造方法进行说明。
首先，与使用制造装置1的情况同样，从主配管80的另一端(笫2端部)以大致恒定的流量对加热炉10和密封装置11供给惰性气体。进而，将安装有接头部20的光纤母材9安置于制造装置2上。于是，第三区域110c中充满惰性气体。然后，所供给的惰性气体维持并不是向第三区域110c和加热炉内100流动而是仅向加热炉内100流动的状态。
接着，如图6A所示，使安装有接头部20的光纤母材9沿着光纤母材9的长度方向朝箭头F的方向下降，形成光纤母材9被插入到密封装置11和加热炉10的内部的状态。在该状态下，利用通常的方法对主体部91进行熔融拉丝。在进行熔融拉丝的同时，使光纤母材9朝箭头F的方向依次下降，由此，缩小部位9b到达接近密封装置11的上部开口部11A的位置。
然后，与使用制造装置1的情况同样，即便是在缩小部位9b到达跨越第一密封部件111的位置从而在它们之间产生间隙的情况下，侵入的外部气体由第二区域110b隔绝。进而，当缩小部位9b到达第二区域110b时，外部气体不会侵入比第一密封部件111靠后的位置。
并且，即便缩小部位9b到达跨越第二密封部件112的位置从而在它们之间产生间隙，外部气体也不会侵入到第三区域110c。
接着，如图6B所示，缩小部位9b在通过第二密封部件112的部位之后到达第三区域110c。在该阶段，接头部20的凸缘部201与密封装置11的上部开口部11A抵接并紧密接触，从而堵塞该开口部11A，接头部20的下降停止。在该状态下，上述Lc1比上述Y9b长。第一密封部件111和第二密封部件112均与接头部20的安装部202紧密接触。第三密封部件113与光纤母材9的主体部91紧密接触。即，缩小部位9b是不会同时跨越最下部的区域即第三区域110c和与该最下部的区域的紧挨着的上方的第二区域110b的部位。进而，外部气体不会侵入第三区域110c。进一步，光纤母材9的伪棒部90与接头部20的凸缘部201紧密接触，由此，此后，外部气体不会侵入到密封装置内110。
接着，当仅使光纤母材9进一步朝箭头F的方向下降时，缩小部位9b根据下降的距离而扩大，上述Y9b变大。
进而，如图6C所示，即便缩小部位9b到达跨越第三密封部件113的位置而在它们之间产生间隙，外部气体也不会侵入到第三区域110c。因此，外部气体不会侵入到加热炉内100。进一步，如箭头G3所示，从主配管80供给的惰性气体从第三区域110c向加热炉内100流动。此时，从第二配管82经第三区域110c向加热炉内100供给惰性气体，从第一配管81向加热炉内100供给的惰性气体的流量减少。并且，从第一配管81向加热炉内100供给的惰性气体的流量和从第二配管82向第三区域110c供给的惰性气体的流量的总和大致恒定。因此，向加热炉内100流入的气体的总流量也大致恒定。因此，不会出现气流在加热炉内100局部地大幅度变化的情况。
进而，在该阶段以后，处于第三区域110c和接头部20的安装部202的内部相对于加热炉内100开放的状态。然而，如上所述，外部气体不会侵入密封装置内110，因此，外部气体也不会侵入加热炉内100。
在缩小部位9b到达加热炉内100之后，根据需要使光纤母材9下降，并按照公知的方法进行熔融拉丝。
在使用制造装置2的情况下，如上所述，当进行熔融拉丝时，在密封装置11中，缩小部位9b不会同时跨越从第一区域110a到第三区域110c的所有的区域。进一步，当利用接头部20的凸缘部201堵塞密封装置11的上部开口部11A时，缩小部位9b不会同时跨越从第三区域110c到第二区域110b的区域。并且，惰性气体在不相对于密封装置11外开放的空间(封闭空间)中流动。通过以这种方式构成，能够抑制外部气体侵入加热炉内100的情况，气流不会在加热炉内100局部地大幅度变化。
(第三实施方式)
图7是示出本发明的第三实施方式所涉及的制造装置的主要部分的主视图。
此处所示的制造装置2’是如下的装置：在图5所示的制造装置2中，接头部20的凸缘部201形成为在插过光纤母材9的状态下无法覆盖密封装置11的上部开口部11A的大小。即，在制造装置2’中的接头部20’中，开口部201a’与伪棒部90的外周面紧密接触。然而，由于凸缘部201’的外径比密封装置11的上部开口部11A的内径小，因此，凸缘部201’不会与密封装置11的上部开口部11A抵接并紧密接触从而堵塞上部开口部11A。进而，接头部20’由石英玻璃等材质形成。对于除此以外的点，制造装置2’都与图5所示的制造装置2同样。
另外，此处，作为接头部20’示出了具有凸缘部201’的接头部，但是，也可以使用不具有凸缘部且在与安装部的长度方向(轴向)垂直的方向不具有突出部的接头部。
安装有接头部20’的光纤母材9例如能够以与图2所示的具有边界区域的光纤母材完全同样的方式处理。因此，在使用制造装置2’的情况下，与使用制造装置1的情况同样，能够制造光纤线。
(第四实施方式)
图8是示出本发明的第四实施方式所涉及的制造装置的主要部分的主视图。
此处所示的制造装置3具备加热炉10和密封装置31，该密封装置31被设置在位于加热炉10的上游侧的开口部10a上。
密封装置31具有如下的功能：在光纤母材9被插过密封装置31的内部空间310(以下简记为密封装置内310)和加热炉内100的状态下，抑制外部气体侵入到加热炉内100。
密封装置31大致呈筒状。在密封装置31的内表面上突出设置有第一密封部件311和第二密封部件312。进而，在光纤母材9被插入密封装置内310的状态下，利用处于与主体部91的外周面接触的状态这两个密封部件沿着光纤母材9的长度方向(轴向)将密封装置内310划分成第一区域310a和第二区域310b两个区域。
位于密封装置31的上游侧的开口部(第一区域310a的开口部)31A的内径与光纤母材9的伪棒部90的大致恒定的外径大致相同。因此，在光纤母材9被插过上述开口部31A的状态下，上述开口部31A与伪棒部90的外周面紧密接触。另外，与图5所示的接头部20的情况同样，为了提高与伪棒部90的外周面之间的密接性，也可以在上述开口部31A进一步设置耐热性衬垫等密封件(省略图示)。
这样，当插入有光纤母材时，第一区域310a对光纤母材9的缩小部位9b进行密封。另外，此处示出使用与图5所示的光纤母材同样的光纤母材的例子。
密封装置31的材质与图1所示的密封装置11的情况同样。第一密封部件311和第二密封部件312的材质也与图1所示的密封装置11的各个密封部件同样。
第二区域310b的体积可以比第一区域310a的体积大，也可以比第一区域310a的体积小。从使密封装置31小型化的观点出发，优选第二区域310b的体积比第一区域310a的体积小。
在密封装置内310中，在距离加热炉10最近的最下部的区域即第二区域310b连接有用于向朝该第二区域310b导入气体的第二配管82。并且，在距离加热炉10最远的最上部的区域即第一区域310a连接有用于向朝该第一区域310a导入气体的第三配管83。
进而，在加热炉内100连接有用于导入气体的第一配管81。优选第一配管81在加热炉内100中的接近位于上游侧的开口部10a的位置开口。
第一配管81、第二配管82以及第三配管83从一根主配管80的一端(第1端部)分支而构成，主配管80的另一端(第2端部)与用于对主配管80供给气体的气体供给源(省略图示)连接。因此，在从气体供给源对主配管80供给的气体的流量大致恒定的情况下，从第一配管81向加热炉内100供给的气体的流量、从第二配管82向第二区域310b供给的气体的流量以及从第三配管83向第一区域310a供给的气体的流量的总和大致恒定。
优选第一配管81的内径、第二配管82的内径以及第三配管83的内径之间的误差在5％以内，更加优选为大致相同。
并且，对于第一配管81的长度、第二配管82的长度以及第三配管83的长度，优选[最长配管的长度]/[最短配管的长度]之比在10以下，优选接近1，也可以是1。在图8所示的制造装置3中，第一配管81的长度最长，第三配管83的长度最短。
通过以上述方式设定第一配管81～第三配管83的内径以及长度，能够更加容易地对从第一配管81向加热炉内100供给的惰性气体的流量、从第二配管82向第二区域310b供给的惰性气体的流量以及从第三配管83向第一区域310a供给的惰性气体的流量的总和进行控制。
另外，此处，示出了第一配管81～第三配管83从一根主配管80分支而构成的例子，但是，在本发明中并不限定于此，只要能够以使上述的惰性气体的流量的总和大致恒定的方式进行控制即可。例如，与图1所示的制造装置1的情况同样，也可以形成为第一配管81～第三配管83这三根配管中的一根或者所有的配管都不与其它的配管相互连接、而使分别设置。但是，由于第一配管81～第三配管83从一根主配管80分支的结构容易对上述气体的流量的总和进行控制，所以从这点来说是优选的。
并且，此处，示出了密封装置内310被划分成两个区域的例子，但是，本发明并不限定于此，只要划分成两个以上的区域即可。例如，也可以设置三个像第一密封部件311那样的密封部件，以将密封装置内310划分成三个区域。进而，在划分成三个以上的区域的情况下，需要将用于对密封装置31的内部导入气体的第二配管82连接于距离加热炉10最近的最下部的区域，将第三配管83连接于距离加热炉10最远的最上部的区域。但是，从利用简单的结构的密封装置获得充分的效果的观点出发，密封装置内310优选被划分成两个或者三个区域。
另外，此处，对使用与图5所示的光纤母材同样的光纤母材的例子进行了说明，但是，制造装置3例如也能够应用于图1所示的光纤母材等其它光纤母材。
其次，边参照图9边对使用制造装置3的情况下的光纤线的制造方法进行说明。
首先，与使用制造装置1的情况同样，从主配管80的另一端(第2端部)以大致恒定的流量对加热炉10和密封装置31供给惰性气体。进而，如图8所示，使密封装置31的开口部31A与伪棒部90的外周面紧密接触，将光纤母材9插入密封装置31和加热炉10，并将该光纤母材9安置于制造装置3。于是，第一区域310a和第二区域310b中充满惰性气体。然后，维持所供给的惰性气体并不朝这些区域流动而是仅向加热炉内100流动的状态。
接着，利用通常利用的装置对主体部91进行熔融拉丝。在进行熔融拉丝的同时，使光纤母材9朝箭头F的方向依次下降，由此，缩小部位9b到达接近第一密封部件311的位置。
然后，如图9所示，即便缩小部位9b到达跨越第二密封部件312的位置从而在它们之间产生间隙，如箭头G1和G2所示，从主配管80供给的惰性气体从第一区域310a和第二区域310b向加热炉内100流动。此时，即便形成经由第一区域310a和第二区域310b向加热炉内100供给惰性气体的状态，但从第一配管81向加热炉内100供给的惰性气体的流量减少。并且，从第一配管81向加热炉内100供给的惰性气体的流量、从第二配管82向第二区域310b供给的惰性气体流量以及从第三配管83向第一区域310a供给的惰性气体的流量的总和大致恒定，因此，向加热炉内100流入的气体的总流量也大致恒定。因此，不会出现气流在加热炉内100局部地大幅度变化的情况。
接着，缩小部位9b在通过第二密封部件312的部位之后整体到达加热炉内100。在该状态下，密封装置31的开口部31A与光纤母材9的伪棒部90的外周面紧密接触。因此，外部气体不会侵入加热炉内100。
在缩小部位9b整体到达加热炉内100之后，只要继续根据需要使光纤母材9下降，并通过公知的方法进行熔融拉丝即可。
在制造装置3中，第一配管81～第三配管83三根配管中的一根或者所有的配管也可以并不与其它的配管相互连接而是分别设置。在该情况下，为了使向加热炉内100供给的惰性气体的流量、向第二区域310b供给的惰性气体的流量以及向第一区域310a供给的惰性气体的流量的总和大致恒定，例如，只要将第一配管81～第三配管83中的惰性气体的供给端与气体供给源连接，并通过利用计算机等对该气体供给源的气体的供给量进行控制使气体的流量的总和恒定即可。
在使用制造装置3的情况下，如上所述，当进行熔融拉丝时，在密封装置31中，使惰性气体流入密封装置31的不相对于外部开放的空间(封闭空间)，并使光纤母材移动。由此，能够抑制外部气体侵入加热炉内100的情况，并且不会出现气流在加热炉内100局部地大幅度变化的情况。
(第五实施方式)
图10是示出本发明的第五实施方式所涉及的制造装置的主要部分的主视图。
对于此处所示的制造装置4，在图8所示的制造装置3中，密封装置内被划分成三个区域，其中，最上部的区域能够相对于密封装置的其它部位进行装卸。具体而言如下所述。
制造装置4中的密封装置41在其内表面上突出设置有第一密封部件411、第二密封部件412以及第三密封部件413。进而，在密封装置41中，在光纤母材9被插入到该密封装置41的内部空间410(以下，简记为密封装置内410)的状态下，密封装置内410由处于与主体部91的外周面接触的状态的这三个密封部件沿着光纤母材9的长度方向(轴向)被划分成第一区域410a、第二区域410b以及第三区域410c三个区域。
第一密封部件411～第三密封部件413与制造装置3中的第一密封部件311和第二密封部件312同样。
作为最上部的区域的第一区域410a能够独立地相对于密封装置41的其它部位进行装卸。
进而，第一区域410a能够借助公知的驱动装置沿着光纤母材的长度方向在图中的箭头S的方向移动。
此处，示出了第一区域410a与其余的部位之间分割部位W位于与第二区域410b相当的部位的例子。即，通过紧固第一区域410a而形成密封装置41，由此才形成第二区域410b。因此，在上述分割部位W中，优选当紧固第一区域410a时能够维持气密性。为此，例如可以使用耐热性的衬垫等进行紧固，或者使第一区域410a与其余的部位嵌合而进行紧固即可。
在密封装置41中，在距离加热炉10最近的最下部的区域即第三区域410c连接有第二配管82。其它的配管都与制造装置3的情况同样。
其次，边参照图11边对使用制造装置4的情况下的光纤线的制造方法进行说明。
首先，与使用制造装置3的情况同样，从主配管80的另一端(第2端部)以大致恒定的流量对加热炉10和密封装置31供给惰性气体。
接着，如图11所示，使距离加热炉10最远的最上部的区域即第一区域410a与从密封装置41的其它部位脱离。在该状态下，使位于第一区域410a的上游侧的开口部41A与光纤母材9的伪棒部90的外周面紧密接触。进一步，使第一密封部件411与光纤母材9的主体部91紧密接触。这样，将缩小部位9b配置于第一区域410a而进行密封。进而，将光纤母材9的主体部91的露出部位插入到第一区域410a脱离了的密封装置41的内部空间和加热炉内100，将光纤母材9安置于制造装置4。于是，第一区域410a和第三区域410c充满惰性气体。然后，维持所供给的惰性气体并不向这些区域而是仅向加热炉内100流动的状态。
接着，使第一区域410a与光纤母材9一起朝箭头F的方向移动，同时利用通常方法对主体部91进行熔融拉丝。在进行熔融拉丝的同时，使光纤母材9朝箭头F的方向依次下降，由此，第一区域410a到达密封装置41的其它部位。在该阶段，第一区域410a被紧固，形成密封装置41(第二区域410b)，密封装置内410与外部气体密封。
当进行第一区域410a的紧固时，优选使惰性气体在第一密封部件411和第二密封部件412之间流动。通过以这种方式构成，能够抑制外部气体侵入到所形成的第二区域410b的情况，第二区域410b充满惰性气体，能够得到抑制外部气体侵入加热炉内100的更加优异的效果。
并且，优选将第一密封部件411和第二密封部件412之间的距离设定得小，以便所形成的第二区域410b的容积小。并且，也可以是第一密封部件411和第二密封部件412对置的面的一部分或者全部相互接触。通过以这种方式构成，能够进一步抑制外部气体侵入到所形成的第二区域410b的情况。进而，此时也优选使惰性气体在第一密封部件411和第二密封部件412之间流动。
通过紧固第一区域410a，安置有光纤母材9的制造装置4成为与图9所示的状态的制造装置3相同的状态。因此，此后，以与制造装置3的情况同样的方式制造光纤线即可。
对于制造装置4，通过将第一区域410a制成可装卸，由此，缩小部位9b的密封比制造装置3的情况更加容易。并且，也能够缩小第一区域410a的容积，因此能够使密封装置41小型化。
至此为止，对本发明进行了详细说明，但是，例如，本发明的制造装置能够在不妨碍本发明的效果的范围内进行一部分结构的删除、追加或者变更。
根据本发明，在光纤线的制造工序中，能够抑制外部气体侵入到加热炉内，且能够抑制气流在加热炉内局所地大幅度变动。其结果，能够抑制光纤线的外径变动，能够抑制加热炉内的碳制部件的劣化，并且能够抑制光纤线的强度下降。并且，还能够应对大型的光纤母材或高速的拉丝速度。
【实施例】
以下，对具体的实施例进行更详细的说明。但是，本发明并不受以下所示的实施例的任何限定。
[实施例1]
使用图1所示的制造装置1制造了光纤线。表1中示出制造时的条件。具体而言如下所述。
在所使用的制造装置中，密封装置具备第一～第三密封部件(具备三个密封部件)，相邻密封部件之间的距离(Lb1、Lc1)均为60mm。并且，在三个密封部件中，均重叠了三片碳片材、厚度为0.6mm，碳片材中的作为光纤母材的插入部的孔的直径(D111等)为152mm，切口大致等间隔地设置有72根。
第一和第二配管从一根主配管分支。在第一和第二配管中，内径和长度分别相同。
在外径155mm、长度1500mm的光纤母材(主体部)的端部火焰熔接有外径155mm、长度800mm的伪棒部件，从而设置伪棒部。其结果，在所得到的光纤母材的主体部与伪棒部之间的边界区域，通过溶接时的燃烧器的火焰而产生外径比主体部小(154mm以下)的缩小部位。该缩小部位的在光纤母材的长度方向的长度为50mm。
使作为惰性气体的氦流入到密封装置的第三区域和加热炉内。此时的流量的总和为5L/分。进而，将所得到的光纤母材安置于制造装置上，使加热炉的加热器升温，以线速度为1000m/分的速度进行熔融拉丝。表1相应地示出加热炉内的上部处的氧浓度、光纤线的质量以及碳制部件的状态。
[实施例2～3，比较例1～3]
除了使制造时的条件为如表1所示的条件以外，还以与实施例1同样的方式制造光纤线。表1相应地示出加热炉内的上部处的氧浓度、光纤线的质量以及碳制部件的状态。
在实施例2中，除了相邻密封部件之间的距离(Lb1、Lc1)均为80mm、光纤母材的缩小部位的长度为50mm以外，都与实施例1同样。
在实施例3中，密封装置具备第一～第四密封部件(具备四个密封部件)，除了相邻密封部件之间的距离(Lb1、Lc1)均为100mm、光纤母材的缩小部位的长度为60mm以外，都与实施例1同样。
在比较例1中，除了相邻密封部件之间的距离(Lb1、Lc1)均为60mm、光纤母材的缩小部位的长度为80mm以外，都与实施例1同样。
在比较例2中，除了密封装置仅具备第一密封部件(具备一个密封部件)、惰性气体的配管仅为第一配管以外，都与实施例1同样。
在比较例3中，除了密封装置仅具备第一和第二密封部件(具备两个密封部件)、惰性气体的配管仅为第一配管以外，都与实施例1同样。
【表1】
Figure BSA00000483311000281
在实施例1～3中，在光纤线的制造过程中，测定加热炉内的上部(开口部附近)的氧浓度。其结果，在任一种情况下，氧浓度都稳定在50～80ppm，能够确认，能够充分地抑制外部气体侵入到加热炉内的情况。并且，在熔融拉丝的过程中光纤线没有断线，线外径稳定在125±0.1μm，能够抑制变动幅度。由此能够确认，不存在加热炉内的局部的气体流动的变动。这样，能够制造质量良好的光纤线。进一步，目视确认加热炉中的碳制部件的外观，其结果，几乎看不到劣化，是良好的状态。
之所以得到这种结果，是由于以下原因：使惰性气体在不相对于密封装置外开放的空间(封闭空间)中流动，并使光纤母材以缩小部位不会同时跨越密封装置的所有区域的方式移动，由此，能够抑制外部气体侵入加热炉内、并且能够抑制加热炉内的局部的气流的变动。
与此相对，在比较例1中，线外径的变动幅度大。此处，相邻密封部件之间的距离(Lb1)为60mm、比光纤母材的缩小部位的长度80mm还短。因此，在光纤母材的移动过程中，存在缩小部位同时跨越密封装置的所有区域的时期。此时，密封装置的第三区域成为相对于密封装置外开放的空间(开放空间)，加热炉内的上部处的惰性气体的流量的变化大。其结果，气流在加热炉内局部地大幅度变化。这成为线外径的变动幅度大的原因。
在比较例2中，存在光纤线的断线，且线外径的变动幅度也大。并且，加热炉内的上部处的氧浓度极高，加热炉中的碳制部件劣化。
这是因为，密封装置内的区域仅为第一区域，因此密封性低，外部气体侵入到加热炉内从而使氧浓度变大，并且，气流局部地大幅度变化的缘故。
在比较例3中，并不存在光纤线的断线，但是，线外径的变动幅度局部地变大。并且，加热炉内的上部处的氧浓度会暂时变高，加热炉中的碳制部件劣化。但是，其程度比实施例1～3的情况大，但比比较例1的情况小，是中等程度。这是因为，在密封装置中，虽然并不像比较例1的情况那样密封性极端地恶化，但混入密封部件之间的外部气体会暂时侵入加热炉内的上部，从而氧浓度暂时变大，并且气流局部地大幅度变化的缘故。
[实施例4]
使用图5所示的制造装置2制造光纤线。表2中示出制造时的条件。具体地说如下所述。
在所使用的制造装置中，密封装置具备第一～第三密封部件(具备三个密封部件)，从密封装置的上部开口部到第一密封部件的距离(La1)以及相邻密封部件之间的距离(Lb1、Lc1)(在表2中以“密封部件之间等的距离”表示)均为60mm。并且，在三个密封部件中，每个密封部件都重叠三片碳片材而构成，厚度为0.6mm，碳片材中的形成光纤母材的插入部的孔直径(D111等)为152mm，切口大致等间隔地设置有72个。第一和第二配管从一根主配管分支。第一配管的内径和第二配管的内径相同。第二配管的长度是第一配管的长度的2倍。
使用外径155mm、长度1500mm的光纤母材(主体部)，且该光纤母材形成为以端部的外径为50mm的方式从接近端部的位置开始外径逐渐缩小的锥状。在光纤母材的端部火焰熔接外径50mm、长度800mm的伪棒部件，从而设置伪棒部。上述锥部相当于边界区域。
接着，在该锥部的一部分，在安装长度为130mm的接头部的部位，接头部与露出的锥部之间的产生阶梯差的部位即缩小部位的在光纤母材的长度方向的长度为30mm。
使作为惰性气体的氦在密封装置的第三区域和加热炉内流动。此时的流量的总和为5L/分。进而，将安装有接头部的光纤母材安置于制造装置上，使加热炉的加热器升温，并使光纤母材与接头部一起下降。然后，进一步，仅使光纤母材下降，并以1200m/分的线速度进行熔融拉丝。表2相应地示出加热炉内的上部处的氧浓度、光纤线的质量以及碳制部件的状态。
[实施例5，比较例4～6]
除了制造时的条件如表2所示以外，还以与实施例4同样的方式制造光纤线。表2相应地示出加热炉内的上部处的氧浓度、光纤线、质量以及碳制部件的状态。
在实施例5中，除了从密封装置的上部开口部到第一密封部件的距离(La1)以及相邻密封部件之间的距离(Lb1、Lc1)均为50mm、光纤母材的缩小部位的长度为40mm以外，都与实施例4同样。
在比较例4中，除了从密封装置的上部开口部到第一密封部件的距离(La1)以及相邻密封部件之间的距离(Lb1、Lc1)均为30mm，光纤母材的缩小部位的长度为40mm，接头部的长度为130mm以外，都与实施例4同样。
在比较例5中，除了从密封装置的上部开口部到第一密封部件的距离(La1)以及相邻密封部件之间的距离(Lb1、Lc1)均为60mm，光纤母材的缩小部位的长度为30mm，接头部的长度为70mm以外，都与实施例4同样。
在比较例6中，除了密封装置仅具备第一和第二密封部件(具备两个密封部件)，惰性气体的配管仅为第一配管，接头部的长度为70mm以外，都与实施例4同样。
【表2】
Figure BSA00000483311000311
在实施例4～5中，在光纤线的制造过程中，测定加热炉内的上部(开口部附近)处的氧浓度。其结果，在任一种情况下，氧浓度都稳定在50～80ppm，能够确认，能够充分地抑制外部气体侵入到加热炉内。并且，能够确认，在熔融拉丝过程中不存在光纤线的断线，线外径稳定在125±0.1μm，变动幅度被抑制，不存在加热炉内的局部的气流的变动。这样，能够制造良好的质量的光纤线。进一步，目视确认加热炉中的碳制部件的外观的结果，几乎看不到劣化，是良好的状态。
此处，惰性气体在不相对于密封装置外开放的空间(封闭空间)中流动，并且，当利用接头部的凸缘部堵塞密封装置的上部开口部时，缩小部位不会同时跨越从第三区域到第二区域的区域。由此，能够抑制外部气体侵入到加热炉内，并且能够抑制加热炉内的局部的气流的变动。之所以能够得到如上所述的结果，是由于以下原因。接头部的长度的值比从密封装置的上部开口部到第一密封部件的距离(La1)、相邻密封部件之间的距离(Lb1)以及第一密封部件的厚度之和还大。因此，如图6B所示，在接头部的凸缘部与密封装置抵接的阶段，缩小部位到达第三区域。
与此相对，在比较例4中，线外径的变动幅度变大。这是因为，相邻密封部件之间的距离(Lb1)为30mm，比光纤母材的缩小部位的长度40mm还短。即，在接头部的凸缘部与密封装置的上部开口部抵接而堵塞该开口部之前，存在缩小部位同时跨越密封装置的所有的区域的时期。此时，密封装置的第三区域成为相对于密封装置外开放的空间(开放空间)。因此，加热炉内的上部处的惰性气体的流量的变化变大，气流在加热炉内局部地大幅度变化。
在比较例5中，线外径的变动幅度大，加热炉内的上部处的氧浓度稍高，加热炉中的碳制部件劣化。但是，劣化为中等程度。这是因为接头部的长度短。即，在接头部的凸缘部与密封装置的上部开口部抵接而堵塞该上部开口部的阶段，接头部的安装部的开口端存在于第二区域。因此，在仅光纤母材进一步下降的阶段，缩小部位扩大，存在该缩小部位同时跨越第二区域、第三区域以及加热炉内的时期。此时，已经侵入第二区域的外部气体暂时侵入加热炉内的上部，从而氧浓度暂时变大，并且气流局部地大幅度变化。
在比较例6中，线外径的变动幅度大，加热炉内的上部处的氧浓度比比较例5更高，加热炉中的碳制部件劣化。但是，该劣化为中等程度。此处，与比较例5同样，接头部的长度短，即便惰性气体的配管仅为第一配管，与比较例5同样，外部气体暂时侵入加热炉内的上部。因此，氧浓度暂时变大，并且气流局部地大幅度变化。
[实施例6]
使用图10所示的制造装置4制造光纤线。表3中示出制造时的条件。具体地说如下所述。
在所使用的制造装置中，第一区域能够装卸到密封装置的其它部位。进一步，密封装置具备第一～第三密封部件(具备三个密封部件)。第二和第三密封部件之间的距离(Lb1)为60mm。并且，在三个密封部件中，任一个密封部件都重叠三片碳片材而构成，厚度为0.6mm，碳片材中的形成光纤母材的插入部的孔的直径(D111等)为152mm，切口大致等间隔地设置有72条。第一～第三配管从一根主配管分支。第一～第三配管的内径相同。第二和第三配管的长度是第一配管的长度的0.5倍。
使用外径155mm、长度1500mm的光纤母材(主体部)，且该光纤母材形成为以端部的外径为50mm的方式从接近端部的位置开始外径逐渐缩小的锥状。在光纤母材的端部火焰熔接有外径50mm、长度800mm的伪棒部件，从而设置伪棒部。
使作为惰性气体的氦在密封装置的第一和第三区域以及加热炉内流动。此时的流量的总和为5L/分。进而，预先使第一区域从密封装置的其它部位脱离，在该状态下，使位于第一区域的上游侧的开口部与伪棒部的外周面紧密接触，并使第一密封部件与主体部紧密接触，将缩小部位配置在第一区域而进行密封。进而，将光纤母材的主体部的露出部位插入密封装置内和加热炉内，从而将光纤母材安置于制造装置上。
接着，使加热炉的加热器升温，使第一区域与光纤母材一起下降，并将第一区域固定于密封装置的其它部位。然后，进一步，仅使光纤母材下降，并以1500m/分的线速度进行熔融拉丝。表3相应地示出加热炉内的上部处的氧浓度、光纤线的质量以及碳制部件的状态。
[比较例7]
除了制造时的条件如表3所示以外，还以与实施例6同样的方式制造光纤线。具体地说，比较例7除了没有第一密封部件和第三配管以外都与实施例6同样。表3相应地示出加热炉内的上部处的氧浓度、光纤线的质量以及碳制部件的状态。
【表3】
Figure BSA00000483311000341
在实施例6中，在光纤线的制造过程中，测定加热炉内的上部(开口部附近)处的氧浓度。结果，氧浓度稳定在50～80ppm，能够确认，能够充分地抑制外部气体侵入到加热炉内。并且，在熔融拉丝中，不存在光纤线的断线，线外径稳定在125±0.1μm，能够确认，能够抑制变动幅度，不存在加热炉内的局部的气流的变动。这样，能够制造良好的质量的光纤线。进一步，目视确认加热炉中的碳制部件的外观的结果，几乎看不到劣化，是良好的状态。
之所以得到这种结果，是因为以下原因，惰性气体在不相对于密封装置外开放的空间(封闭空间)中流动，能够抑制通过使光纤母材移动而外部气体侵入加热炉内的情况，并且，能够抑制加热炉内的局部的的气体的流れ的变动。
与此相对，在比较例7中，线外径的变动幅度变大。在将第一区域固定于密封装置的其它部位之后，进一步，仅使光纤母材下降。此时，从第一区域到加热炉内都连通，已经侵入第一区域的外部气体暂时侵入加热炉内的上部，从而氧浓度暂时变大，并且，气流局部地大幅度变化。线外径的变动幅度之所以变大就是因为这个原因。
以上对本发明的优选实施方式进行了描述和说明，应当理解，上述描述和说明只是本发明的典型例，并不应当理解为对本发明的限制。能够在不脱离本发明的范围的基础上进行增加、删除、替代以及其他的修改。因此，并不应当认为本发明由前面的描述限制，应当理解本发明仅由所附的权利要求限制。

Claims (12)

1.一种光纤线的制造装置，其特征在于，具备：
加热炉，该加热炉边使在端部设置有伪棒部的光纤母材沿着其长度方向移动，边对该光纤母材进行熔融拉丝，形成光纤线；
密封机构，该密封机构被设置在位于所述加热炉的上游侧的开口部上，且具备边与所述光纤母材的外周面接触边沿着所述光纤母材的长度方向将该密封机构的内部空间划分成三个以上的区域的三个以上密封部件，在所述光纤母材被插入所述加热炉的状态下，抑制外部气体侵入所述加热炉内，利用惰性气体对所述加热炉进行密封；
第一配管，该第一配管与所述加热炉连接，用于将所述气体导入所述加热炉的内部；
第二配管，该第二配管与所述区域中的距离所述加热炉最近的最下部区域连接，用于将所述气体导入所述最下部区域；以及
气体流量控制部，该气体流量控制部将从所述第一配管向所述加热炉内供给的气体的流量和从所述第二配管向所述最下部区域供给的气体的流量的总和控制为大致恒定。
2.根据权利要求1所述的光纤线的制造装置，其特征在于，
还具备大致筒状的接头部，该大致筒状的接头部以覆盖所述光纤母材的所述伪棒部中的缩小部位的方式进行安装，所述缩小部位的外径与所述光纤母材的主体的外径相比被缩小，且缩小幅度是变动的，
所述接头部具有：第一开口部，该第一开口部被设置成在所述光纤母材的上游侧与所述伪棒部的外周面紧密接触；第二开口部，该第二开口部被设置成在所述光纤母材的下流侧与所述缩小部位紧密接触；以及安装部，该安装部覆盖所述缩小部位，并且，所述接头部对所述缩小部位的至少一部分进行密封，
所述安装部的外径与所述光纤母材的外径大致相同。
3.根据权利要求1或2所述的光纤线的制造装置，其特征在于，
所述第一配管和所述第二配管从一根主配管分支而构成，
所述气体流量控制部具备对所述主配管供给气体的气体供给源。
4.一种光纤线的制造装置，其特征在于，具备：
加热炉，该加热炉边使在端部设置有伪棒部的光纤母材沿着其长度方向移动，边对该光纤母材进行熔融拉丝，形成光纤线；
密封机构，该密封机构被设置在位于所述加热炉的上游侧的开口部上，且具备边与所述光纤母材的外周面接触边沿着所述光纤母材的长度方向将该密封机构的内部空间划分成两个以上的区域的两个以上密封部件，在所述光纤母材被插入所述加热炉的状态下，抑制外部气体侵入所述加热炉内，利用惰性气体对所述加热炉进行密封；
第一配管，该第一配管与所述加热炉连接，用于将所述气体导入所述加热炉的内部；
第二配管，该第二配管与所述区域中的距离所述加热炉最近的最下部区域连接，用于将所述气体导入所述最下部区域；
第三配管，该第三配管与所述区域中的距离所述加热炉最远的最上部区域连接，该最上部区域具有与所述伪棒部的外周面紧密接触的位于上游侧的开口部，并且，在被插入所述光纤母材时，该最上部区域对所述伪棒部中的缩小部位进行密封，所述缩小部位的外径与所述光纤母材的主体的外径相比被缩小，且缩小幅度是变动的；以及
气体流量控制部，该气体流量控制部将从所述第一配管向所述加热炉内供给的气体的流量、从所述第二配管向所述最下部区域供给的气体的流量以及从所述第三配管向所述最上部区域供给的气体的流量的总和控制为大致恒定。
5.根据权利要求4所述的光纤线的制造装置，其特征在于，
所述密封机构具备将所述密封机构的内部空间划分成三个以上的区域的三个以上密封部件，
所述最上部区域相对于所述密封机构的除了所述最上部区域以外的部位能够独立地进行装卸，且借助驱动装置能够沿着所述光纤母材的长度方向移动。
6.根据权利要求4或5所述的光纤线的制造装置，其特征在于，
所述第一配管、所述第二配管以及所述第三配管从一根主配管分支而构成，
所述气体流量控制部具备对所述主配管供给气体的气体供给源。
7.一种光纤线的制造方法，所述光纤线的制造方法使用如下的光纤线的制造装置进行，
所述光纤线的制造装置具备：
加热炉，该加热炉边使在端部设置有伪棒部的光纤母材沿着其长度方向移动，边对该光纤母材进行熔融拉丝，形成光纤线；
密封机构，该密封机构被设置在位于所述加热炉的上游侧的开口部上，且具备边与所述光纤母材的外周面接触边沿着所述光纤母材的长度方向将该密封机构的内部空间划分成三个以上的区域的三个以上密封部件，在所述光纤母材被插入所述加热炉的状态下，抑制外部气体侵入所述加热炉内，利用惰性气体对所述加热炉进行密封，
所述光纤线的制造方法的特征在于，包括以下步骤：
准备光纤母材，该光纤母材在伪棒部具有缩小部位，该缩小部位的外径与主体的外径相比被缩小，并且缩小幅度是变动的，
对所述加热炉的内部以及所述区域中的距离所述加热炉最近的最下部区域供给惰性气体，
将所供给的所述惰性气体的流量的总和控制为大致恒定，
按照使所述缩小部位不会同时跨越所述区域中的从距离所述加热炉最远的最上部区域到所述最下部区域的所有区域的方式使所述光纤母材移动。
8.根据权利要求7所述的光纤线的制造方法，其特征在于，
以覆盖所述缩小部位的方式将大致筒状的接头部安装于所述光纤母材，所述缩小部位的至少一部分被密封，所述接头部具有与所述伪棒部的外周面紧密接触的被设置于上游侧的第一开口部和与所述缩小部位紧密接触的被设置于下游侧的第二开口部，
安装部位的外径与所述光纤母材的外径大致相同，
按照所述缩小部位中的未安装所述接头部的未安装部位不会同时跨越从所述最上部区域到所述最下部区域的所有区域的方式使所述光纤母材移动。
9.根据权利要求8所述的光纤线的制造方法，其特征在于，
所述接头部在其一端具有凸缘部，
位于上游侧的所述开口部被设置在所述凸缘部，
在所述光纤母材插入所述接头部的状态下，所述凸缘部覆盖所述密封机构的上部开口部从而堵塞该上部开口部，
使安装于所述接头部的所述光纤母材移动，当所述密封机构的所述上部开口部被堵塞时，按照所述缩小部位中的未安装所述接头部的未安装部位不会同时跨越所述最下部区域和与所述最下部区域紧挨着的上方的区域的方式进一步使光纤母材移动。
10.根据权利要求7～9中的任一项所述的光纤线的制造方法，其特征在于，
相邻的所述密封部件之间的距离被设定成比所述缩小部位的在所述光纤母材的长度方向上的长度长。
11.一种光纤线的制造方法，所述光纤线的制造方法使用如下的光纤线的制造装置进行，
所述光纤线的制造装置具备：
加热炉，该加热炉边使在端部设置有伪棒部的光纤母材沿着其长度方向移动，边对该光纤母材进行熔融拉丝，形成光纤线；及
密封机构，该密封机构被设置在位于所述加热炉的上游侧的开口部上，且具备边与所述光纤母材的外周面接触边沿着所述光纤母材的长度方向将该密封机构的内部空间划分成两个以上的区域的两个以上密封部件，在所述光纤母材被插入所述加热炉的状态下，抑制外部气体侵入所述加热炉内，利用惰性气体对所述加热炉进行密封，
所述光纤线的制造方法的特征在于，包括以下步骤：
准备光纤母材，该光纤母材在伪棒部具有缩小部位，该缩小部位的外径与主体的外径相比被缩小，并且缩小幅度是变动的；
边对所述加热炉的内部、所述区域中的距离所述加热炉最近的最下部区域以及最上部区域供给惰性气体，且将供给的该惰性气体的流量的总和控制为大致恒定，边使上述光纤母材移动，所述最上部区域具有与所述伪棒部的外周面紧密接触的被设置在上游侧的开口部，当插入光纤母材时，所述最上部区域对所述缩小部位进行密封。
12.根据权利要求11所述的光纤线的制造方法，其特征在于，
所述密封机构具备将所述密封机构的内部空间划分成三个以上的区域的三个以上密封部件，
所述最上部区域相对于所述密封机构的除了所述最上部区域以外的部位能够独立地进行装卸，并且借助驱动装置能够沿着所述光纤母材的长度方向移动，
当进行拉丝时，在所述最上部区域从所述密封机构的除了所述最上部区域以外的部位脱离的状态下，将所述缩小部位配置于所述最上部区域，将所述光纤母材的主体配置于所述加热炉内，接着，使所述最上部区域与所述光纤母材一起移动，在将所述最上部区域固定于所述密封机构的其它部位之后，进一步使所述光纤母材移动。
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