CN103269990A - 光纤用拉丝炉的密封构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光纤用拉丝炉的密封构造，其能够通过简单的构造，将在拉丝炉的上端开口部和玻璃母材之间产生的间隙密封，且还能够应对直径变动较大的玻璃母材的拉丝。光纤用拉丝炉的密封构造（8）用于将光纤用拉丝炉（1）的上端开口部（2a）和从该上端开口部插入的光纤用玻璃母材（5）之间的间隙（S）密封。该密封构造（8）具有：多个抵接板部件；支撑机构，其用于支撑该多个抵接板部件；以及按压作用机构，其将多个抵接板部件分别向光纤用玻璃母材的径向按压，以使多个抵接板部件的前端与光纤用玻璃母材的侧面抵接。

Description

光纤用拉丝炉的密封构造

技术领域

本发明涉及一种光纤用拉丝炉的密封构造，其用于将光纤用拉丝炉的上端开口部和光纤用玻璃母材之间的间隙密封。

背景技术

光纤是通过下述方法进行制造的，即，一边使以石英为主要成分而形成的光纤用玻璃母材（下面简称为玻璃母材）从拉丝炉的上端开口部下降至炉芯管内，一边使其前端加热熔融，使玻璃母材的前端细径化而进行拉丝。此时的拉丝炉内的温度为大约2000摄氏度非常高，因此，拉丝炉的部件使用耐热性优异的石墨。该石墨在高温含氧气氛中发生氧化而消耗。为了防止上述情况，需要将拉丝炉的内部保持为氩气或氦气等稀有气体或氮气（下面统称为惰性气体）气氛。

该惰性气体不仅从拉丝炉的下端部的拉丝后的光纤的导出口排出，而且还从拉丝炉的上端部的玻璃母材的导入口的间隙泄漏。另外，通过使炉内压力为正压，从而防止拉丝炉外的外部空气（氧气）进入炉内，但如果在拉丝炉的上端部的玻璃母材的导入口的间隙处即拉丝炉的上端开口部与玻璃母材之间的间隙处不能良好地实现气密性（没有密封），则导致拉丝炉外的外部空气进入。因此，为了不使外部空气进入拉丝炉内，需要用于对拉丝炉的上端部的间隙进行密封的密封机构。另外，如果能够对该部分进行良好密封，则能够减少惰性气体等的使用量，从而能够降低成本。

例如，在专利文献1中具有下述单元：X-Y工作台，其设有用于使玻璃母材通过的插入口；内径可变形的密封机构，其配置在该插入口的内周部；外径测量单元，其位于X-Y工作台的正上方，用于测量玻璃母材的外径；以及偏移量测量单元，其用于测量玻璃母材相对于X-Y工作台的X方向中心的偏移量及相对于Y方向中心的偏移量。而且，具有控制单元，其基于偏移量测量单元的测量数据，为了使X-Y工作台的中心位置与玻璃母材的中心一致而进行X-Y工作台的移动控制，并且，基于外径测量单元的测量数据，为了使密封结构的内径始终相对于玻璃母材的外径保持恒定的间隙而进行缩放控制。

另外，在专利文献2中公开了下述密封构造，该密封构造具有上部密封环，其以包围玻璃母材周围的方式设置在拉丝炉的上端部；以及伸缩机构，其沿外周朝向上部密封环的中心方向作用力，该密封构造以上部密封环始终与玻璃母材密接的方式对拉丝炉的上端部的间隙进行密封。其中，上部密封环由内侧密封环和外侧密封环构成，内侧密封环是将多个内侧密封环片连接而构成的，外侧密封环是将配置在外周的多个外侧密封环片连接而构成的，并且上部密封环以内侧密封环片的连结部和外侧密封环片的连结部不重合的方式配置。

专利文献1：日本特开平10－167751号公报

专利文献2：日本特开2006－342030号公报

发明内容

关于上述的玻璃母材的导入口的密封构造，如果母材直径的变动较小，则只要仅与该母材直径相对应地将拉丝炉的上端部的插入孔和玻璃母材之间的间隙堵塞，即可实现充分的密封效果。然而，近年来，为了降低光纤的制造成本，在加长玻璃母材的长度的同时还增大外径，减少玻璃母材的更换频率，随着母材直径的增大，母材直径的变动也不断增大。在母材直径的变动例如大于±10mm左右的情况下，上述间隙变动较大，因此，需要一种在该间隙变动量变大的同时能够进行密封的密封构造。

然而，在专利文献1中记载的密封构造中，作为内径能够一致地发生变形的内径可变形的密封机构而设有挡板，但需要进行下述复杂的电子控制，即，基于CCD照相机的测量结果，使该挡板的开口径缩放，另外，所形成的构造很难与周向直径变动较大的玻璃母材即非圆形的玻璃母材相对应。

另外，在专利文献2中记载的密封构造中，由于是各密封环片连结而成的构造，因此，同样地，所形成的构造很难与周向直径变动较大的玻璃母材即非圆形的玻璃母材相对应。另外，在长度方向的直径变动较大的情况下，很难追随该直径变动。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种光纤用拉丝炉的密封构造，其能够通过简单的构造将在拉丝炉的上端开口部和玻璃母材之间产生的间隙密封，且还能够与直径变动较大的玻璃母材的拉丝相对应。

本发明所涉及的光纤用拉丝炉的密封构造，用于将光纤用拉丝炉的上端开口部和从该上端开口部插入的光纤用玻璃母材之间的间隙密封。该密封构造的特征在于，具有：多个抵接板部件；支撑机构，其用于支撑该多个抵接板部件；以及按压作用机构，其将多个抵接板部件分别向光纤用玻璃母材的径向按压，以使该多个抵接板部件的前端与光纤用玻璃母材的侧面抵接。

所述抵接板部件优选具有大于或等于200摄氏度的耐热性，另外，优选所述抵接板部件由石墨构成。

另外，所述抵接板部件的前端优选形成为圆弧形状，该圆弧形状具有与作为玻璃母材的半径而假定的最大值相匹配的曲率。

另外，所述多个抵接板部件优选以上下彼此错开的方式配置两层。

此外，优选用于搭载由所述多个抵接板部件、所述支撑机构及所述按压作用机构构成的密封机构的工作台载置于光纤用拉丝炉的上部，所述台工作能够与光纤用玻璃母材的中心位置的移动相对应地在拉丝炉上方沿水平方向移动。

所述按压作用机构可以具有：多个杆状部件，它们的一端分别固定在多个抵接板部件的后端，且另一端分别保持在支撑机构的局部上；以及多个螺旋弹簧部件，它们分别沿该多个杆状部件设置，所述按压作用机构利用该多个螺旋弹簧部件的弹力，使所述多个抵接板部件分别与光纤用玻璃母材抵接。

另外，所述按压作用机构可以是长度可沿拉丝炉体的径向伸缩的多个气缸，它们的一端分别固定在多个抵接板部件的后端，且另一端分别固定在支撑机构的局部上，利用该多个气缸的预紧力，使所述多个抵接板部件分别与光纤用玻璃母材抵接。

另外，上述按压作用机构可以利用圆筒狭缝弹簧的圆筒径向的收缩力，使所述多个抵接板部件分别与光纤用玻璃母材抵接，其中，所述圆筒狭缝弹簧在圆筒状的耐热性材料上以从上下方向彼此错开的方式形成狭缝。

另外，上述按压作用机构可以由倾斜台形成，通过利用所述多个抵接板部件的自重，使所述多个抵接板部件分别沿所述倾斜台的倾斜滑动，从而使所述多个抵接板部件的前端与光纤用玻璃母材的侧面抵接，其中，所述倾斜台使所述抵接板部件的支撑机构朝向上端开口部的中心轴方向向下倾斜，且在中心处具有用于插入光纤用玻璃母材的插入口。

发明的效果

根据本发明所涉及的光纤用拉丝炉的密封构造，即使拉丝炉的上端开口部和玻璃母材之间的间隙变动得较大，也通过按压作用机构，使多个抵接板部件与玻璃母材的外径的变动相对应地移动，各个抵接板部件分别与玻璃母材的外周面抵接，将上述间隙密封。因此，即使在对周向上存在直径变动的玻璃母材进行拉丝的情况下，也能够可靠地实施密封。

附图说明

图1是说明本发明的光纤用拉丝炉的概略的图。

图2是表示本发明所涉及的密封构造的第1实施方式的概略的俯视图。

图3是图2的密封构造的斜视图。

图4是表示本发明所涉及的密封构造的第2实施方式的概略的斜视图。

图5是说明图2至4的密封构造中的抵接板部件的一个例子和动作的图。

图6是表示本发明所涉及的密封构造的第3实施方式的概略的剖面图。

图7是表示图6的密封构造的主要部分的俯视图。

图8是表示图6的密封构造的A-A剖面的图。

图9是表示图6的密封构造中的圆筒狭缝弹簧的一个例子的图。

图10是表示本发明所涉及的密封构造的第4实施方式的概略的剖面图。

图11是说明图10的密封构造中的抵接板部件的打开状态的图。

图12是说明图10的密封构造中的抵接板部件的关闭状态的图。

图13是说明在本发明所涉及的密封构造中，在玻璃母材相对于中心位置发生了偏移的情况下的动作的图。

具体实施方式

利用图1说明本发明所适用的拉丝炉的概况。拉丝炉1具有炉框体2、炉芯管3、加热源（加热器）4及密封机构8。炉框体2具有上端开口部2a和下端开口部2b，例如由不锈钢制造而成。炉框体2的中央部配置有圆筒状的炉芯管3，其与炉框体2的上端开口部2a连通。炉芯管3由石墨制成，形成为玻璃母材5从炉框体2的上端开口部2a插入至该炉芯管3内，并由密封机构8进行密封。

在炉框体2内以包围炉芯管3的方式配置加热器4，以包覆加热器4的外侧的方式收容有隔热材料7。加热器4使插入至炉芯管3内部的玻璃母材5加热熔融，光纤5b从熔融缩径而形成的下端部5a熔融垂下。玻璃母材5能够通过另外设置的移动机构而向拉丝方向（下侧方向）移动，玻璃母材5的上侧连结有用于悬挂并支撑玻璃母材5的支撑杆6。另外，在拉丝炉1中设有未图示的供给惰性气体等的供给机构，为了防止炉芯管3内和加热器4的周围发生氧化或老化，而供给惰性气体等。

此外，在图1中，举出了炉芯管3的内壁上端部直接形成为拉丝炉1的上端部的上端开口部2a的例子，但并不限定于此。例如，也可以将形成为比炉芯管3的内径d更窄的上端开口部的上盖设置在炉芯管3的上侧，在此情况下作为密封对象的间隙是在该狭窄的上端开口部2a和玻璃母材5之间形成的间隙。另外，玻璃母材5的剖面形状基本上是以正圆形为目标而生成的形状，但在不考虑其精度的情况下，也可以局部为非圆形，另外，也可以成为椭圆形等。另外，上端开口部2a的剖面形成为圆形即可，不考虑其精度。

本发明以密封机构8作为对象，其配置在炉框体2的上端部，对炉框体2的上端开口部2a与从炉框体2的上端开口部2a插入的玻璃母材5的外周之间的间隙S进行密封，其特征在于，通过设置在上端部的密封机构8，不使炉外的外部空气吸入，同时在炉芯管3内通过加热器4对炉内的玻璃母材5的下部进行加热。此外，配置在玻璃母材5的上部的盖体9是与拉丝工序即将结束时进行的密封相对应的部分，在后面对其进行叙述。

【第1实施方式】

下面，参照图2、3，说明密封机构的第1实施方式所涉及的密封构造。图2是表示密封构造10的概略的俯视图，图3是其斜视图。

图2、3所示的密封构造10具有：多个抵接板部件14、15，它们具有耐热性；圆筒11，其作为用于支撑抵接板部件14、15的支撑机构的一部分；以及具有向内侧按压抵接板部件14、15的作用的机构（下面称作按压作用机构）。下面，为了区别于后述的外侧圆筒12，将圆筒11称为内侧圆筒。此外，外侧圆筒12也作为用于支撑抵接板部件14、15的支撑机构的一部分。

对于内侧圆筒11，多个引导孔13a、13b在该内侧圆筒11的圆周上以彼此错开的方式设置2层，其中，多个引导孔13a、13b用于使多个抵接板部件14、15相对于内侧圆筒11的中心轴沿径向直线地滑动移动。多个引导孔13a、13b相对于内侧圆筒11以放射状设置，从而抵接板部件14、15也能够以放射状进行移动。引导孔13a、13b也可以例如不直接设置在内侧圆筒11上，如图5所示，可以在内侧圆筒11上设置用于收容抵接板部件14、15的圆盘状的收容部13，在该收容部13上设置各引导孔13a、13b。

抵接板部件14、15例如形成为大致长方体形状，其垂直于移动方向的面的剖面形状形成为大致长方形。此外，抵接板部件14、15的厚度可以较薄，例如厚度可以为1mm左右。但是，由于厚度较厚时，与玻璃母材之间的接触面上的压力损失变大，因此，气体泄漏量减少，密封性能提高。此外，上述的引导孔13a、13b形成为形状与抵接板部件14、15的剖面形状相匹配的孔。

如后述所示，在受到按压作用机构的按压时，抵接板部件14、15的前端与玻璃母材的侧面抵接。因此，为了使抵接板部件14、15的前端在抵接时不划伤玻璃母材的侧面，优选事先形成为圆弧形状，该圆弧形状具有与作为玻璃母材的半径而假定的最大值（使用的玻璃母材的最大径）相匹配的曲率。图2、3示出了采用上述圆弧的例子。

另外，抵接板部件14、15的材料优选为石墨。石墨不仅耐热性优异，而且是摩擦系数小并能够进行加工的软质材料，因此，不用担心会划伤玻璃母材。特别是对于本例的抵接板部件14、15，优选采用小于或等于肖氏硬度100的软质的石墨。另外，石墨在能够通过压力成型或切削等而易于成型这点上也是优选的。

作为抵接板部件14、15的材料，除了石墨以外，还能够采用例如玻璃（石英）、覆石墨SiC（但是，前端部分是软质石墨）等。另外，即使在使用其他的硬质材料的情况下，也能够通过例如仅在前端部分处使用软质石墨的方法，从而避免划伤玻璃母材。

抵接板部件14、15必须是不会被拉丝炉的热量熔化的材质，优选具有大于或等于200摄氏度左右的耐热性。此外，在抵接板部件14、15的耐热性不充分的情况下，也可以具有用于冷却抵接板部件14、15的机构（例如水冷方式）。

另外，在作为抵接板部件14、15使用石墨的情况下，为了防止氧化和老化，优选向抵接板部件14、15喷射惰性气体等，事先在抵接板部件14、15的周围形成惰性气体气氛。

另外，内侧圆筒11的内径和抵接板部件14、15的移动方向的长度，以能够封堵在拉丝炉和玻璃母材之间产生的间隙的方式进行确定即可。在图1的例子中，在上端开口部2a处的炉芯管3和玻璃母材5之间产生的间隙S的宽度，是从炉芯管3的直径d中减去玻璃母材5的直径Ф所得到的值的一半。但是，实际上，由于玻璃母材5的外径存在变动，因此只要基于作为上述间隙S而假定的距离（优选假定的最大距离）确定内侧圆筒11的内径和抵接板部件14、15的移动方向的长度即可。例如在玻璃母材5的直径为Ф90mm且具有±10mm的直径变动而形成的情况下，由于炉芯管3的直径d为120mm左右，因此间隙S的宽度为10至20mm左右。

另外，抵接板部件14、15的宽度（与内侧圆筒11的切线方向平行的长度）和数量，对应于所使用的玻璃母材的外径、外径变动量和弯曲量等进行适当地选择即可。基本来说，抵接板部件14、15的数量越多越易于实现气密性。

而且，上述按压作用机构在多个抵接板部件14、15分别插入至多个引导孔13a、13b中的状态下，以使多个抵接板部件14、15的前端与玻璃母材抵接的方式，分别沿拉丝炉的径向（更加正确地说，为内侧圆筒11或收容部13的径向）按压多个抵接板部件14、15。将该按压力设为不妨碍玻璃母材下降这种程度的较弱的按压力。

如上述所示，多个引导孔13a、13b在内侧圆筒11的圆周上以彼此错开的方式设置两层，抵接板部件14、15以可移动的状态插入至这些引导孔中。因此，抵接板部件14在内侧圆筒11的圆周上以等间隔设置多个，抵接板部件15也在内侧圆筒11的圆周上以等间隔设置多个。而且，如图3、5所示，抵接板部件14和抵接板部件15之间，以使得在上下方向上不产生间隔的方式形成。此外，抵接板部件14、15形成为，利用抵接板部件15对在相邻的抵接板部件14处产生的间隙进行封堵，利用抵接板部件14对在相邻的抵接板部件15处产生的间隙进行封堵。即，以相邻的抵接板部件14之间的间隙和相邻的抵接板部件15之间的间隙不重叠的方式进行配置。由此，能够更有效地对上述的间隙S进行密封。

如上所述，在本发明中，优选多个抵接板部件14、15以两层构造且彼此错开的方式重合在一起。根据上述构造，通过使抵接板部件14、15的前端与玻璃母材接触，从而对在拉丝炉的开口的上部产生的间隙进行封闭。并且，多个抵接板部件14、15分别设置为，能够朝向玻璃母材的中心沿水平方向独立地进行滑动。

例如如图2、3所示，上述按压作用机构能够由多个杆状部件16和多个螺旋弹簧部件17构成，其中，多个杆状部件16的一端分别固定在多个抵接板部件14、15的后端，且另一端分别保持在作为上述支撑机构的一部分的外侧圆筒12上，多个螺旋弹簧部件17分别沿多个杆状部件16设置。此外，外侧圆筒12并不限定于圆筒，也可以是多边形的筒状部件，只要能够作为外壁起作用即可。此外，螺旋弹簧部件17只要是沿轴向伸缩的构造即可，也可以不是螺旋形状。

而且，该按压作用机构形成为，多个杆状部件16分别插入至在固定于外侧圆筒12上的固定部件18上开设的多个缓插口中，可沿放射方向移动。而且，多个螺旋弹簧部件17沿杆状部件16配置，分别与多个抵接板部件14、15和外侧圆筒12的内侧抵接。因此，该按压作用机构能够利用一端位于外侧圆筒12的内表面处的螺旋弹簧部件17的预紧力将多个抵接板部件14、15分别向玻璃母材侧按压。

【第2实施方式】

图4是表示密封构造的第2实施方式的图。本实施方式的密封构造10’与图3的例子同样地，具有抵接板部件14、15、内侧圆筒11和按压作用机构。另外，作为支撑抵接板部件14、15的支撑机构，同样是具有内侧圆筒11和外侧圆筒12的结构。

密封构造10’中的按压作用机构由多个气缸构成。各气缸19取代图2、3的杆状部件16及螺旋弹簧部件17而设置。各气缸19是长度可沿拉丝炉的径向进行伸缩的部件，由活塞杆19a、19b和气缸筒19c构成，在伸缩方向上具有预紧力。关于活塞杆19a、19b，为了固定在多个抵接板部件14、15上而具有细径的杆19a，并且，由固定在该杆19a上的具有更大外径的杆19b构成。通过大径的杆19b相对于气缸筒19c伸出或插入，从而气缸19进行伸缩。

而且，各气缸19的一端（细径的杆19a的前端）分别固定在多个抵接板部件14、15的后端，且另一端（气缸筒19c的与杆19a、19b相反那一侧的端部）以分别穿过外侧圆筒12的方式，利用固定部件18进行安装。能够通过上述气缸19的预紧力将多个抵接板部件14、15分别向玻璃母材侧按压。

图5是用于说明上述的第1、第2实施方式中的密封构造10、10’中的抵接板部件的一个例子和其动作的图。

在密封构造10、10’中，引导孔及抵接板部件设置为两层，但本发明所涉及的密封构造至少设置一层即可，在大于或等于三层时也可以同样地适用。在一层的情况下，为了封堵水平面上相邻的抵接板部件之间的间隙，例如可以采用减小各抵接板部件的与玻璃母材抵接的面，且以抵接板部件之间在该面处接触的方式增加抵接板部件的数量的结构等。但是，在一层的情况下，如上述所示，存在下述问题，即，相邻的抵接板部件之间产生间隙，另外，由于抵接板部件所抵接的位置处的玻璃母材的圆度，使得抵接板部件与玻璃母材之间的间隙也发生变动。

该问题能够通过设置大于或等于两层的抵接板部件得以解决。可以将上述的大于或等于两层的构造设为1组，采用将大于或等于2组上述构造重叠而成的构造。

此外，在将抵接板部件设为大于或等于三层的情况下，与两层的情况同样地，抵接板部件以上下不产生间隙的方式相邻，以封堵抵接板部件之间的间隙的方式配置抵接板部件即可，但与两层相比成为复杂的构造。

在上述的密封构造10、10’中，例如在使用假定的最小直径（直径Da）的玻璃母材5的情况下，如图5（A）所示，各抵接板部件14、15可以设计为，伸出至抵接板部件14的前端之间和抵接板部件15的前端之间接触的程度为止即可。另一方面，在使用假定的最大直径（直径Db）的玻璃母材5的情况下，如图5（B）所示，各抵接板部件14、15可以设计为，大致收容在收容部13中即可。而且，各抵接板部件14、15通过分别在图5（A）和图5（B）所例示的情况之间的范围内滑动移动，从而能够吸收玻璃母材5的直径变动。

如上述说明所示，在本例的密封构造10、10’中，即使图1的玻璃母材5的直径变动较大，也能够良好地将炉芯管3和玻璃母材5之间的间隙S密封。其结果，能够抑制外部空气流入炉内。

另外，在密封构造10、10’中，在玻璃母材较粗的部位处，抵接板部件14、15朝向外侧圆筒12的一侧（向外侧）以放射状移动。而且，在玻璃母材较细的部位处，抵接板部件14、15朝向内侧圆筒11的中心（向内侧）以放射状移动，可通过上述简单的构造，将上述的间隙S密封，还能够自动地吸收玻璃母材的直径变动。此外，多个抵接板部件14、15具有各自独立滑动的构造，因此，在玻璃母材的直径在同一剖面上不固定的情况即具有非圆形的剖面的情况下，也能够进行应对。

【第3实施方式】

接下来，参照图6至图9，说明密封机构的第3实施方式所涉及的密封构造。图6是表示密封构造20的概略的剖面图，图7是表示图6的密封构造的主要部分的俯视图，图8是表示密封构造20中的抵接板部件的收容部的一个例子的图，图9是表示用于密封构造20中的圆筒狭缝弹簧的一个例子的图。

图6所示的密封构造20具有：多个抵接板部件24、25，它们具有耐热性；收容部23，其是用于支撑抵接板部件24、25的支撑机构的一部分；以及圆筒狭缝弹簧26。

抵接板部件24、25能够使用形状与第1、2实施方式的图2至图5所说明的抵接板部件同样的抵接板部件，形成为大致长方体形状，其垂直于移动方向的面的剖面形状为大致长方形。而且，抵接板部件24、25的厚度可以较薄，例如厚度可以为1mm左右。但是，由于厚度较厚时，与玻璃母材5的接触面上的压力损失变大，因此，气体泄漏量减少，密封性能提高。另外，用于支撑多个抵接板部件24、25的收容部23的引导孔形成为形状与抵接板部件24、25的剖面形状相匹配的孔。

在受到后述按压作用机构按压时，抵接板部件24、25的前端以尽量大的面积与玻璃母材的侧面抵接，以使得在抵接时不划伤玻璃母材的侧面。因此，抵接板部件24、25的前端与第1、2实施方式所说明的抵接板部件同样地，优选事先形成为圆弧形状，该圆弧形状具有与作为玻璃母材的半径而假定的最大值相匹配的曲率。

另外，与第1、2实施方式的抵接板部件相同地，抵接板部件24、25的材料优选为石墨。此外，在作为抵接板部件24、25使用石墨的情况下，为了防止氧化和恶化，优选向抵接板部件24、25喷射惰性气体等，事先使抵接板部件24、25的周围形成惰性气体气氛。

收容部23是圆盘状的部件，收容固定在框体27中。而且，将图6中的从A-A剖面观察到的收容部23的情况在图8中示出。如图8所示，在收容部23中，多个引导孔23a、23b在该收容部23的圆周上以彼此错开的方式设置两层，其中，引导孔23a、23b用于使多个抵接板部件24、25相对于收容部23的中心轴沿径向直线地进行移动。多个引导孔23a、23b相对于收容部23以放射状设置，与第1、2实施方式的抵接板部件相同地，如从图5（A）的状态转换至图5（B）的状态所示，抵接板部件24、25均设置为，能够以放射状移动。此外，收容部23的内径和抵接板部件24、25的移动方向的长度以能够封堵在拉丝炉和玻璃母材之间产生的间隙的方式进行确定。另外，抵接板部件24、25的宽度和数量对应于所使用的玻璃母材的外径等进行选择。

如图6所示，圆筒狭缝弹簧26设置在抵接板部件24、25的周围，作为向收容部23的中心方向按压抵接板部件24、25的按压作用机构（向中心方向预紧力的预紧机构）起作用。

圆筒狭缝弹簧26优选由耐热性材料例如石墨、陶瓷、石墨-陶瓷复合材料、金属材料中的任一种材料形成，优选具有大于或等于200摄氏度的耐热性。

本例的圆筒狭缝弹簧26例如是在圆筒状的上述的耐热性材料上以上下方向彼此错开的方式形成狭缝而得到的。在图9中示出了圆筒狭缝弹簧26的一部分。圆筒狭缝弹簧26以彼此错开的方式形成从上方向开始的狭缝26a和从下方向开始的狭缝26b。特别地，如果作为圆筒狭缝弹簧26的材料使用石墨，则用于设置狭缝26a、26b的加工也比较容易地进行。

圆筒狭缝弹簧26能够通过上述的狭缝26a、26b在周向上伸缩，利用上述周向的弹力，产生向圆筒径向收缩的力（收缩力）。圆筒狭缝弹簧26设置为，利用其圆筒径向的收缩力，将抵接板部件向玻璃母材的外周侧面按压。

圆筒狭缝弹簧26的设置方式如图6的剖面图及图7的俯视图所示那样。在图6及图7的例子的情况中，密封构造20利用圆筒狭缝弹簧26的圆筒径向的收缩力，分别沿拉丝炉的径向（更确切地说，是收容部23的径向）按压多个抵接板部件24、25，由此，使多个抵接板部件24、25的前端与玻璃母材5的侧面抵接。而且，能够通过调节圆筒狭缝弹簧26的厚度或狭缝宽度，将该按压力调节为不妨碍玻璃母材5下降这种程度的较弱的按压力。

由此，如图6所示，随着拉丝的进行，玻璃母材5如箭头所示下降，玻璃母材5的外径即使例如从Ф₁增加至Ф₂（＞Ф₁），圆筒狭缝弹簧26以在周向上均匀地将抵接板部件24、25紧固的状态沿箭头所示向外侧延伸，反之，在玻璃母材5的外径减小的情况下能够进行收缩。由此，该圆筒狭缝弹簧26能够自动地吸收玻璃母材5的外径变动。

此外，关于本例的密封构造20，由于多个抵接板部件24、25具有各自独立滑动的构造，因此，在玻璃母材5的直径在同一剖面上不固定的情况即具有非圆形的剖面的情况下，也能够进行应对。

另外，在密封构造20的框体27上设有通过未图示的供给机构供给惰性气体等的气体导入口27a，并且在收容部23中设有通气口23c。在作为抵接板部件24、25和圆筒狭缝弹簧26等部件使用石墨的情况下，惰性气体等通过气体导入口27a及通气口23c扩散至框体27的内部及抵接板部件24、25，能够防止部件的氧化和老化。此外，在此的惰性气体等的种类可以与向炉内供给的气体相同，也可以不同。

如上所述，在本例的密封构造20中，也与第1、2实施方式相同地，即使图1的玻璃母材5的直径变动较大，也能够良好地将炉芯管3和玻璃母材5之间的间隙S密封，能够防止炉内气体的泄漏，并且防止外部空气的流入。

另外，在本例的密封构造中，由于在按压作用机构中使用沿径向伸缩的具有简单构造的圆筒狭缝弹簧26，因此，能够实现设备的简化，还易于进行维护。

【第4实施方式】

接下来，参照图10至图12，说明密封机构的第4实施方式所涉及的密封构造30。图10是表示密封构造30的概略的剖面图，图11是表示图10的密封构造中的抵接板部件处于打开状态的状况的图，图12是表示图10的密封构造中的抵接板部件处于关闭状态（最大关闭程度的状态）的状况的图。

图10所示的密封构造30具有：多个抵接板部件34、35，它们具有耐热性；倾斜台31，其用于支撑抵接板部件34、35；以及支撑机构，其具有滑动机构。

另外，多个抵接板部件34、35和上述支撑机构载置并收容在密封构造30的框体37内。此外，在图10中以框体37覆盖倾斜台31的上下表面及侧面的方式示出，但并不限定于此，例如可以不设置框体37的底壁，倾斜台31直接载置在拉丝炉的上端部。另外，也可以是不具有框体37的结构。

支撑多个抵接板部件34、35的倾斜台31是朝向拉丝炉的上端开口部的中心轴方向向下倾斜且在中心处具有用于插入玻璃母材5的插入口的台。即，如图10所示，倾斜台31是使直角三角形，以上端开口部的中心轴为旋转中心围绕上端开口部旋转而形成的圆盘状的部件，该直角三角形的底边与拉丝炉的上端部平行，且高度沿着上端开口部的中心轴方向。此外，上述的直角三角形如图示所示，即使实际上为梯形等其他的形状，只要具有斜面部分即可。另外，优选倾斜台31上的玻璃母材5的插入口的直径和上端开口部的直径相同，但也可以稍有长短差。

上述的机构相当于上述第1至3实施方式中的按压作用机构，是利用多个抵接板部件34、35的自重，使多个抵接板部件34、35分别沿倾斜台31的倾斜在拉丝炉的径向上滑动的机构。而且，通过该滑动机构，多个抵接板部件34、35的前端能够利用其自重与玻璃母材5的侧面抵接。

接下来，举出具体例对上述的滑动机构进行说明。如图10至图12所示，在倾斜台31的圆周上设有多个凸起部32，它们用于使多个抵接板部件34相对于倾斜台31的中心轴在径向上直线地滑动移动。另外，同样地，在倾斜台31的圆周上设有多个凸起部33，它们用于使多个抵接板部件35相对于倾斜台31的中心轴在径向上直线地滑动移动。

这些多个凸起部32、33的使用是上述滑动机构的一个例子，凸起部32和凸起部33交替地设置。此外，辅助部件36也构成滑动机构的一部分，在后面对辅助部件36进行叙述。

凸起部32、33的水平方向的剖面为大致长方形，具有与该长方形的短边相匹配的宽度的引导狭缝（滑动孔）34a、35a分别设置在抵接板部件34、35上。上述形状的多个凸起部32、33以放射状设置在倾斜台31上，因此，如从图11的状态转换至图12的状态的例子所示，抵接板部件34、35也能够以放射状滑动移动。

此外，也可以将凸起部32、33设置在抵接板部件34、35侧，而在倾斜台31的斜面侧设置用于引导抵接板部件34、35的滑动槽。另外，举出了相对于一个抵接板部件而设置一个凸起部的例子，但也可以设置两个引导销而使抵接板部件滑动。

抵接板部件34、35能够使用形状与第1至3实施方式所说明的抵接板部件相同的抵接板部件，与滑动方向垂直的面的剖面形状形成为大致长方形，或形成为在宽度方向上具有圆弧的形状。此外，抵接板部件34、35的厚度（在大致长方形的情况下为短边的长度，在圆弧形状的情况下为其宽度）可以较薄，例如厚度可以为1mm左右，但由于厚度较厚时，与玻璃母材5之间的接触面上的压力损失变大，因此，气体泄漏量减少，密封性能提高。另外，抵接板部件34、35相对于倾斜台31的移动方向上的长度（滑动距离）是由上述引导狭缝34a、35a的长度等而确定的，但只要是以对拉丝炉和玻璃母材之间产生的间隙进行封堵的方式确定即可。

另外，抵接板部件34、35的前端当然不能由于抵接而妨碍玻璃母材5的下降，优选在玻璃母材5的下降时不划伤其侧面，另外，尽可能不产生间隙。为此，如图10的局部放大图的接触面35b所示，抵接板部件34、35的接触面以相对于玻璃母材5的侧面平行的方式进行接触。

抵接板部件34、35的前端在利用自重而沿倾斜下降时，以尽可能大的面积与玻璃母材5的侧面抵接，以使得在抵接时不划伤玻璃母材5的侧面。因此，抵接板部件34、35的前端与第1至3实施方式所说明的抵接板部件相同地，优选形成为圆弧形状，该圆弧形状具有与作为玻璃母材5的半径而假定的最大值相匹配的曲率。

接下来，针对抵接板部件34、35相对于图10至图12中的倾斜台31的配置例以及在此使用的辅助部件36进行说明。

如上述所示，在倾斜台31的圆周上彼此交替地固定有凸起部32、33。即，在密封构造30中，抵接板部件34在倾斜台31的圆周上以等间隔配置多个，抵接板部件35也在倾斜台31的圆周上以等间隔配置多个。而且，如上述所示，这些凸起部32、33插入至抵接板部件34、35的引导狭缝34a、35a中，抵接板部件34、35成为可分别相对于凸起部32、33进行滑动的状态。

在图11及图12中设有下述机构，即，该机构在凸起部32、33上以上下方向彼此错开的方式配置两层抵接板部件34、35。如上所述，在密封构造30中，优选多个抵接板部件34、35以两层构造彼此错开地重合。

通过例如针对一侧的凸起部32设置下述的辅助部件36，能够实现用于附加台阶的机构。该辅助部件36是在相邻的抵接板部件35的中间位置处载置抵接板部件34的部件，与倾斜台31的斜面平行配置。

在此，抵接板部件35在与倾斜台31的斜面接触的同时进行滑动。另一方面，将成为抵接板部件34的滑动面的辅助部件36配置在倾斜台31上，以使得抵接板部件34以抵接板部件35的上表面侧的高度，且在抵接板部件34的下表面的一部分与抵接板部件35的上表面接触的同时进行滑动。抵接板部件34的下表面在进行滑动时与辅助部件36的上表面接触。

并且，辅助部件36的设置高度以如下方式确定，即，如图11（C）及图12（C）所示，使得抵接板部件34和抵接板部件35之间在上下方向上不产生间隔。

此外，抵接板部件34、35以下述方式配置，即，利用抵接板部件35对由相邻的抵接板部件34产生的间隙进行封堵，利用抵接板部件34对由相邻的抵接板部件35产生的间隙进行封堵，即，使相邻的抵接板部件34之间的间隙和相邻的抵接板部件35之间的间隙不重叠。

此外，通过如上所述的结构，能够对水平方向的间隙进行封堵，但有时在上下方向上产生台阶的部分处产生间隙。为了堵塞该间隙，优选使辅助部件36形成为大致三角形状或大致梯形形状而尽可能将间隔封堵，使得台阶部处不产生间隙。

例如，在使用假定的最小直径（直径Ф₁）的玻璃母材5的情况下，各抵接板部件34、35设计为，如图12（A）、（B）所示，伸出直至抵接板部件34的前端之间和抵接板部件35的前端之间接触程度为止。另一方面，在使用假定的最大直径（直径Ф₂）的玻璃母材5的情况下，各抵接板部件34、35设计为，如图11（A）、（B）所示，抵接板部件34、35大致收容在倾斜台31中。而且，各抵接板部件34、35通过分别在图12和图11所示的间隔范围内滑动移动，从而能够吸收玻璃母材5的直径变动并进行密封。

在使用上述的抵接板部件的密封构造30中，将引导孔及抵接板部件设为两层，但至少设置一层即可。在一层的情况下，为了封堵在水平面上相邻的抵接板部件之间的间隙，例如采用减小各抵接板部件的与玻璃母材抵接的面，且以抵接板部件之间在该面处接触的方式增加抵接板部件的数量的结构等。但是，在一层的情况下，如上述所示，存在下述问题，即，相邻的抵接板部件之间产生间隙，另外，由于抵接板部件所抵接的位置处的玻璃母材的圆度而使得抵接板部件与玻璃母材之间的间隙也发生变动。

该问题与第1、2实施方式所说明的内容相同地（参照图5），能够通过设置大于或等于两层的抵接板部件得到解决。可以采用将上述大于或等于两层的构造（带有倾斜台）设为1组，将大于或等于2组上述构造进行重叠而成的构造。

此外，在针对一个倾斜台设置大于或等于三层抵接板部件的情况下，与两层的情况相同地，只要使抵接板部件以在上下方向上不产生间隙的方式相邻，以封堵抵接板部件之间的间隙的方式配置抵接板部件即可，但与两层的情况相比成为复杂的构造。

对针对1个倾斜台设置大于或等于三层抵接板部件的结构例进行简单说明。首先，以下述方式设置第三层抵接板部件，即，使第三层抵接板部件位于与图10至图12中的抵接板部件35相同的水平方向位置，且位于抵接板部件34的上表面的上侧。与此同时，将抵接板部件35的滑动用的凸起部33向上延伸加长（由此，能够与第3层的抵接板部件共用），且设置与辅助部件36相同的辅助部件。根据上述的结构，第三层的抵接板部件通过将凸起部33插入至已设置的引导狭缝中而载置在其辅助部件上，从而能够可滑动地设置。

另外，优选抵接板部件34、35的材料与第1至3实施方式的抵接板部件同样地为石墨。此外，在作为抵接板部件34、35使用石墨的情况下，为了防止氧化和老化，优选向抵接板部件34、35喷射惰性气体等，事先使抵接板部件34、35的周围形成为惰性气体气氛。

另外，优选倾斜台31和其它部件也采用具有高耐热性的材料，与抵接板部件34、35同样地，优选具有大于或等于200摄氏度的耐热性。

如上所述，密封构造30通过利用抵接板部件34、35的自重，使抵接板部件34、35分别沿倾斜台31的倾斜在拉丝炉的径向上滑动，从而使多个抵接板部件34、35的前端与玻璃母材5的侧面抵接。而且，设计倾斜台31的倾斜部的角度或抵接板部件34、35的重量，使得由该自重产生的按压力为不妨碍玻璃母材下降这种程度的较弱的按压力。作为倾斜部的角度，假定相对于水平方向为20度至45度左右，但如果处于5度至85度的范围，则通过调整重量也可适用。例如为了在插入玻璃母材5时，使抵接板部件34、35向外周方向退避，以不损坏玻璃母材5，优选减小倾斜部的角度（例如设为5度至45度左右）。

由此，在图10所示的例子中，在光纤拉丝进行时，玻璃母材5如箭头所示下降，玻璃母材5的外径即使例如从Ф₁增加至Ф₂（＞Ф₁），也能够一边以一定的力按压玻璃母材5的侧面，一边使抵接板部件34、35向外侧及上侧滑动，从而从图12（A）、（B）、（C）所示的状态转换为图11（A）、（B）、（C）所示的状态。另外，反之，在玻璃母材5的外径减小的情况下，能够一边以一定的力按压玻璃母材5的侧面，一边使抵接板部件34、35向内侧及下侧滑动。

其结果，密封构造30能够自动地吸收玻璃母材的直径变动。另外，由于多个抵接板部件34、35具有各自独立地滑动的构造，因此，在玻璃母材5的直径在同一剖面上不固定的情况即具有非圆形的剖面的情况下，也能够进行应对。

另外，在密封构造30的框体37上设有通过未图示的气体供给机构供给惰性气体等的气体导入口37a。在作为抵接板部件34、35和倾斜台31等部件使用石墨的情况下，惰性气体等通过气体导入口37a扩散至框体37的内部及抵接板部件34、35、倾斜台31，能够防止部件的氧化和老化。此外，在此的惰性气体等的种类可以与向炉内供给的气体相同，也可以不同。另外，也可以在倾斜台31上设置未图示的通气口，从抵接板部件34、35的背面侧流过惰性气体等。

如上所述，在本例的密封构造30中，与第1实施方式相同地，即使玻璃母材的外径变化，也能够良好地将在拉丝炉的炉芯管和玻璃母材之间产生的间隙S密封，能够防止炉内气体的泄漏，并且防止外部空气的流入。

另外，本例的密封构造是沿倾斜配置的抵接板部件34、35利用自重而与玻璃母材的侧面抵接这种简单构造的密封机构，因此，能够实现设备的简化，还易于进行维护。

接下来，参照图13，说明针对玻璃母材的中心位置发生了偏移的情况下的处理方法。图13（A）是用于说明在图1的密封机构8中没有用于使密封机构整体进行移动的移动机构的情况下，玻璃母材的中心位置发生了偏移的情况下的密封机构的动作的图，是从上方观察图5的抵接板部件及收容部的图。另外，图13（B）是用于说明在图1的密封机构8中还设有移动机构的情况下，玻璃母材的中心位置发生了偏移的情况下的密封机构的动作的图。此外，使用图2至图5所说明的密封构造进行说明，但对于图6至图12所说明的密封构造也能够同样适用。

在图1中，位于密封机构8所设置的高度处的玻璃母材5的中心位置，由于受到母材的形状等的影响，有时相对于拉丝炉1的中心发生偏移。即，通常进行使玻璃母材5沿水平方向移动的控制，使得拉丝后形成的光纤5b例如到达下端开口部2b的中心处。但是，根据玻璃母材的形状，如果光纤5b的拉丝位置发生偏移，则玻璃母材5的位置也相对于拉丝炉1的中心发生偏移。

而且，如图1所示，密封机构8固定设置在上端部，如图13（A）所示，玻璃母材5的中心位置C₂相对于收容部13的中心位置C₁和拉丝炉的中心位置C₀发生偏移。此时，抵接板部件14、15的按压方向不朝向玻璃母材5的中心位置C₂，而是朝向拉丝炉的中心位置C₀和收容部13的中心位置C₁。如上所述，即使母材相对于中心位置发生偏移，但只要落在一定程度的范围内则也能够进行密封。然而，在母材位置相对于中心位置偏移较大的情况下，有时一部分抵接板部件14、15与玻璃母材5的侧面之间产生明显的间隙。

因此，优选本发明所涉及的密封机构8具有下述机构，该机构使多个抵接板部件14、15、支撑机构及按压作用机构同时在水平面上移动，以使内侧圆筒11的中心轴（即收容部13的中心位置C₁）与玻璃母材5的中心位置C₂重合。另外，优选该移动机构是可动工作台（也称为工作台），将具有抵接板部件、支撑部件及按压作用机构的密封机构（上述的密封构造10、10’等）载置在该可动工作台上。在上述情况下，可动工作台固定在拉丝炉的上端部上，在该可动工作台上，密封机构8以可与玻璃母材5的中心位置C₂的移动相对应地在水平面上移动的状态进行安装。此外，该可动工作台也称为X-Y工作台。

通过采用具有上述可动工作台的密封机构，即使如图13（A）所示，在玻璃母材5的中心位置C₂相对于密封构造（10、10’等）的中心位置即收容部13的中心位置C₁发生偏移的情况下，如图13（B）所示，也能够通过上述可动工作台使密封构造整体发生偏移，以使得收容部13的中心位置C₁达到母材的中心位置C₂。由此，玻璃母材5的中心位置C₂和收容部13的中心位置C₁在与拉丝炉的中心位置C₀不同的位置处对齐，抵接板部件14、15的按压方向也朝向玻璃母材5的中心位置C₂。因此，不会使一部分抵接板部件14、15与玻璃母材5的侧面之间产生间隙。

另外，在密封构造10、10’中，基本上通在抵接板部件14和抵接板部件15的边界的高度处检测玻璃母材5的中心位置C₂即可。例如，也可以利用该高度附近的检测结果或拉丝后形成的光纤5b的中心的检测结果等进行替代。另外，检测处理本身也可以使用现有的各种技术。

接下来，返回图1，对配置在玻璃母材5的上端的盖体9进行说明。如图1所示，在玻璃母材5上设置支撑杆6的结构中，随着拉丝工序的进行，存在支撑杆6下降至炉芯管3的位置处的状态，即，支撑杆6位于与拉丝炉1的上端部相比靠下的状态。

为了即使在上述状态下也能够继续对拉丝炉内实施密封，优选除了密封机构8之外还具有盖体9。盖体9载置在玻璃母材5的上侧，支撑杆6穿过其中，如图示所示，具有支撑杆6用的通孔9a和肩部9b。作为盖体9的材料，例如可举出石英和金属等。

通过设置盖体9，即使随着光纤5b的拉丝进行，使得玻璃母材5及支撑杆6下降，在玻璃母材5从密封机构8的密封构造脱离之前，盖体9的下端面移动至与密封机构8接触的状态，能够维持密封状态。

此外，以盖体9具有肩部9b作为前提进行了说明，但盖体9可以仅是在圆盘上开设有支撑杆6的通孔9a的形状。利用上述形状，也同样能够进行如上所述的状态间的转换。

标号的说明

1…拉丝炉、2…炉框体、2a…上端开口部、2b…下端开口部、3…炉芯管、4…加热源（加热器）、5…光纤用玻璃母材（玻璃母材）、5a…下端部、5b…光纤、6…支撑杆、7…隔热材料、8…密封机构

9…盖体、9a…通孔、9b…肩部、10、10’、20、30…密封构造、11…内侧圆筒、12…外侧圆筒、13…收容部、13a、13b、23a、23b…引导孔、14、15、24、25、34、35…抵接板部件、16…杆状部件、17…螺旋弹簧部件、18…固定部件、19…气缸、19a、19b…活塞杆、19c…气缸筒、23…收容部、23c…通气口、26…圆筒狭缝弹簧、26a、26b…狭缝、27、37…框体、27a、37a…气体导入口、31…倾斜台、32、33…凸起部、34a、35a…引导狭缝（狭缝孔）、36…辅助部件。

Claims (10)

1.一种光纤用拉丝炉的密封构造，其用于将光纤用拉丝炉的上端开口部和从该上端开口部插入的光纤用玻璃母材之间的间隙密封，

该光纤用拉丝炉的密封构造的特征在于，具有：

多个抵接板部件；

支撑机构，其用于支撑所述多个抵接板部件；以及

按压作用机构，其将所述多个抵接板部件分别向所述光纤用玻璃母材的径向按压，以使所述多个抵接板部件的前端与所述光纤用玻璃母材的侧面抵接。

2.根据权利要求1所述的光纤用拉丝炉的密封构造，其特征在于，

所述抵接板部件具有大于或等于200摄氏度的耐热性。

3.根据权利要求1所述的光纤用拉丝炉的密封构造，其特征在于，

所述抵接板部件由石墨构成。

4.根据权利要求1所述的光纤用拉丝炉的密封构造，其特征在于，

所述抵接板部件的前端形成为圆弧形状，该圆弧形状具有与作为所述玻璃母材的半径而假定的最大值相匹配的曲率。

5.根据权利要求1所述的光纤用拉丝炉的密封构造，其特征在于，

所述多个抵接板部件以上下彼此错开的方式配置两层。

6.根据权利要求1所述的光纤用拉丝炉的密封构造，其特征在于，

用于搭载由所述多个抵接板部件、所述支撑机构及所述按压作用机构构成的密封机构的工作台载置于所述光纤用拉丝炉的上部，所述工作台能够与所述光纤用玻璃母材的中心位置的移动相对应地在所述拉丝炉上方沿水平方向移动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤用拉丝炉的密封构造，其特征在于，

所述按压作用机构具有：多个杆状部件，它们的一端分别固定在所述多个抵接板部件的后端，且另一端分别保持在所述支撑机构的一部分上；以及多个螺旋弹簧部件，它们分别沿所述多个杆状部件设置，所述按压作用机构利用所述多个螺旋弹簧部件的弹力，使所述多个抵接板部件分别与所述光纤用玻璃母材抵接。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤用拉丝炉的密封构造，其特征在于，

所述按压作用机构是长度可沿所述拉丝炉体的径向伸缩的多个气缸，它们的一端分别固定在所述多个抵接板部件的后端，且另一端分别固定在所述支撑机构的一部分上，利用所述多个气缸的预紧力，使所述多个抵接板部件分别与所述光纤用玻璃母材抵接。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤用拉丝炉的密封构造，其特征在于，

所述按压作用机构利用圆筒狭缝弹簧的圆筒径向的收缩力，使所述多个抵接板部件分别与所述光纤用玻璃母材抵接，其中，所述圆筒狭缝弹簧在圆筒状的耐热性材料上以从上下方向彼此错开的方式形成狭缝。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤用拉丝炉的密封构造，其特征在于，

所述按压作用机构由倾斜台形成，通过利用所述多个抵接板部件的自重，使所述多个抵接板部件分别沿所述倾斜台的倾斜滑动，从而使所述多个抵接板部件的前端与所述光纤用玻璃母材的侧面抵接，其中，所述倾斜台使所述抵接板部件的支撑机构朝向所述上端开口部的中心轴方向向下倾斜，且在中心处具有用于插入所述光纤用玻璃母材的插入口。

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