JP2014227325A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光ファイバ母材を線引きして光ファイバG2を製造する線引き装置21を設置した製造設備室13は、製造設備室13の内部の気圧を製造設備室13の外部の気圧に対して陽圧に維持されている。内部の気圧の圧力変動速度が3Pa/秒以下で、かつ、内部での1回の気圧の圧力変動量が5Pa以下に管理された製造設備室13内で光ファイバG2を製造する。
【選択図】図1
Description
このため、図11に示すように、光ファイバ母材が投入される線引き炉1の上端開口部2に、シャッタリング3を設け、さらに、その上にシールリング4を設置することで、線引き炉1内のガスの流動を低減し、光ファイバの外径変動を抑制する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、図12に示すように、線引き炉5の上端近傍に、炉内ガスの気圧の圧力変動を監視する圧力監視手段6を設け、この圧力監視手段6からの指令に基づいて炉内へガスを吹き込むガス流量調整手段7によるガスの吹き込み量を調整することで、線引き炉5内の気圧の圧力変動を低減し、光ファイバの外径変動を抑制する技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法は、
(1)ガラス母材を線引きして光ファイバを製造する線引き炉を設置した製造設備室で、前記製造設備室の内部の気圧を前記製造設備室の外部の気圧に対して陽圧に維持された前記製造設備室において、前記製造設備室の内部の気圧の圧力変動速度が3Pa/秒以下で、かつ、前記製造設備室の内部での1回の気圧の圧力変動量が5Pa以下に管理された前記製造設備室内で光ファイバを製造する。
線引き炉内の気圧の圧力変動を引き起こす要因を低減させることにより、ガラス母材の溶融部における温度変化を生じさせることなく線引き炉内の気圧の圧力変動を抑制し、外径変動を極力抑えて高品質な光ファイバを製造することができる。
(2)ガラス母材を線引きして光ファイバを製造する線引き炉を設置した製造設備室で、前記製造設備室の内部の気圧を前記製造設備室の外部の気圧に対して陽庄に維持された前記製造設備室において、前記製造設備室の内部の気圧の変動速度が10Pa/秒以下で、かつ、前記製造設備室の内部での1回の気圧の圧力変動量が3Pa以下に管理された前記製造設備室内で光ファイバを製造することを特徴とする。
上記(1)と同様に、線引き炉内の気圧の圧力変動を引き起こす要因を低減させることにより、ガラス母材の溶融部における温度変化を生じさせることなく線引き炉内の気圧の圧力変動を抑制し、外径変動を極力抑えて高品質な光ファイバを製造することができる。
製造設備室内の気圧を管理しながら光ファイバを製造することにより、光ファイバの外径変動を確実に抑制することができるためである。
ダンパー式扉を用いることで、製造設備室の内部と外部との差圧を設定した値に維持することが出来るため、製造設備室内の気圧管理が容易となり、光ファイバの外径変動を抑制することができるためである。
製造設備室の内部と外部との間に複数の区画部を設けることにより、製造設備室の内部と外部とが直接連通されないので、製造設備室への空気の流入出量を抑えることができ、製造設備室内の気圧管理を円滑に行うことができ、光ファイバの外径変動をさらに抑制することができるためである。
緩衝室の開閉のタイミングを制御することにより、製造設備室への空気の流入出量を大幅に抑えることができ、製造設備室内の気圧管理を円滑に行うことができ、光ファイバの外径変動をさらに抑制することができるためである。
(8)前記線引き炉全体をチャンバで覆い、前記製造設備室及びチャンバの内部の気圧を管理して光ファイバを製造することが好ましい。
これらの構成によれば、製造設備室内の気圧の圧力変動による線引き炉内の気圧への影響がさらに低減され、光ファイバの外径変動をさらに低減させることができる。
以下、本発明を実施するための実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る光ファイバの製造方法が適応可能な製造設備を示す概略断面図、図2は、製造設備内に設置された光ファイバの線引き装置の概略構成図、図3は、出入り口に設けた自動開閉扉を説明する正面図である。
図1に示すように、光ファイバを製造する製造設備11は、その建物12内に、製造設備室13及び空調機室14を備えている。
図2に示すように、光ファイバの線引き装置21は、光ファイバ母材G(ガラス母材の一例)を加熱する線引き炉22を備えている。この線引き炉22は、内側に光ファイバ母材Gが供給される円筒状の炉心管24と、この炉心管24を囲むヒータである発熱体23とを備えている。線引き炉22は、発熱体23を発熱させることで炉心管24が昇温して、その内側の空間に加熱領域が形成される。ここでいう加熱領域とは、ガラスが軟化して線引き可能な温度となっている領域であり、例えば、1800℃以上となっている領域である。
光ファイバ母材Gは、送り手段25によってその上部が把持されて、炉心管24の内側の加熱領域にその下端部分が位置するように線引き炉22内に送られる。このように、線引き炉22内に供給された光ファイバ母材Gは、その下端側が加熱領域内で加熱されて軟化して溶融部となり、この溶融部から下方に引き延ばされて細径化し、ガラスファイバG1が形成される。
また、冷却装置26の下流側には、例えば、レーザ光式の外径測定器27が設けられており、冷却装置26を出たガラスファイバG1は、この外径測定器27によりその外径が測定される。
キャプスタン33によって引き込まれた光ファイバG2は、ガイドローラ37、ダンサローラ38,39を介して巻き取りボビン40に送られ、この巻き取りボビン40に巻き取られる。
まず、線引き炉22に光ファイバ母材Gを投入し、発熱体23によって加熱溶融して下方に引き延ばして細径化されたガラスファイバG1とする。
なお、このとき、線引き炉22内の気圧が、製造設備室13内の気圧よりも若干高くなるように、線引き炉22内の加熱領域へガス供給部Pから不活性ガスを供給する。
つまり、外部雰囲気である製造設備室13の内部の気圧の圧力変動を極力抑えるように管理することにより、線引き炉22内の気圧の圧力変動を、不活性ガスの吹き込み量の調整によらずに光ファイバG2の外径変動を抑制することができる。
次に、第2の実施形態に係る光ファイバの製造方法について説明する。
この第2の実施形態の場合も、第1の実施形態と同様に、まず、線引き炉22に光ファイバ母材Gを投入し、線引き炉22内の気圧が、製造設備室13内の気圧よりも若干高くなるように、線引き炉22内の加熱領域へガス供給部Pから不活性ガスを供給しながら発熱体23によって光ファイバ母材Gを加熱溶融して下方に引き延ばして細径化されたガラスファイバG1とする。
なお、製造設備室13の内部の気圧は、製造設備室13の外部の気圧に対して陽圧を維持しておく。
つまり、外部雰囲気である製造設備室13の内部の気圧の圧力変動を極力抑えるように管理することにより、線引き炉22内の気圧の圧力変動を、不活性ガスの吹き込み量の調整によらずに光ファイバG2の外径変動を抑制することができる。
図5に示すように、製造設備室13の気圧の圧力変動量が3Paを越えると、光ファイバG2の外径変動量が許容変動量である0.4μmを越えてしまう。
つまり、製造設備室13の内部の気圧の圧力変動速度を10Pa/秒以下とし、かつ、製造設備室13の内部での1回の気圧の圧力変動量を3Pa以下に管理しながら光ファイバG2を製造することにより、光ファイバG2の外径変動を±0.4μmに抑えることができ、高品質な光ファイバG2を製造することができる。
次に、第3の実施形態に係る光ファイバの製造方法を説明する。
この第3の実施形態では、製造設備室13の内部と外部の間にダンパー式扉の付いた通気口Dを備えている。
図6は、第3の実施形態に係る光ファイバの製造方法が適応可能な製造設備を示す概略断面図である。
図6に示すように、製造設備11Aは、製造設備室13の1階区画室13aの内部と1階区画室13aの問の隔壁上にダンパー式扉の付いた通気口Dを備えている。このダンパーとしてクリフ株式会社製微庄調整ダンパーを使用した。
この微圧調整ダンパーを使用することで、製造設備室13内と製造設備室13外の差圧を設定した値に維持することが出来るので、製造設備室13内の気圧管理が容易となり、光ファイバG2の外径変動を抑制することができる。
次に、第4の実施形態に係る光ファイバの製造方法を説明する。
この第4の実施形態では、自動開閉扉として回転扉機構を備えている。
図7は、回転扉機構の構造を説明する平面図である。
図7に示すように、回転扉機構51は、出入り口16の両側部に設けられた平面視円弧状の隔壁52と、この隔壁52の間に回転可能に設けられた連通機構53とを備えている。連通機構53は、平面視放射状に配置された複数の扉体54を備えている。そして、この回転扉機構51では、連通機構53の扉体54同士の間が扇状の区画部55とされている。いずれか一つの区画部55が製造設備室13の内部と連通された際に、その一つの区画部55が連通しない他の区画部55の一つが製造設備室13の外部と連通する。つまり、出入り口16では、製造設備室13の内部と外部とが直接連通しないようになっている。
特に、この回転扉機構51では、製造設備室13の内部と外部とが直接連通されないので、出入り口16における空気の流入出量を抑えることができる。そのため、製造設備室13内の気圧管理を円滑に行うことができ、光ファイバG2の外径変動をさらに抑制することができる。
次に、第5の実施形態に係る光ファイバの製造方法を説明する。
図8は、第5の実施形態に係る光ファイバの製造方法が適応可能な製造設備を示す概略断面図である。
図8に示すように、製造設備11Bの建物12の出入り口16には、製造設備室13の内部と外部との間に緩衝室61が設けられている。この緩衝室61は、製造設備室13の内部と連通する連通口62と、製造設備室13の外部と連通する連通口63とを有し、これら連通口62、63は、それぞれ自動開閉扉64、65を備えている。
特に、この緩衝室61を備えた場合は、自動開閉扉64、65のいずれか一方だけを開閉するように開閉のタイミングを制御することにより、出入り口16における空気の流入出量を大幅に抑えることができる。そのため、製造設備室13内の気圧管理を円滑に行うことができ、光ファイバG2の外径変動をさらに抑制することができる。
次に、第6の実施形態に係る光ファイバの製造方法を説明する。
図9は、第6の実施形態に係る光ファイバの製造方法が適応可能な製造設備を示す概略断面図である。
図9に示すように、この実施形態の製造方法が適応可能な製造設備11Cでは、光ファイバの線引き装置21を構成する線引き炉22の上下端に、チャンバ71を取り付けている。これにより、この線引き炉22は、その上部開口部及び下部開口部の周囲が、チャンバ71によって覆われている。
これにより、線引き炉22では、製造設備室13内の気圧の圧力変動による線引き炉22内の気圧への影響がさらに低減され、光ファイバG2の外径変動をさらに低減させることができる。
なお、チャンバ71は、線引き炉22の上下端のいずれか一方に設けても良く、この場合も、線引き炉22内における気圧の圧力変動を抑制することができる。
次に、第7の実施形態に係る光ファイバの製造方法を説明する。
図10は、第7の実施形態に係る光ファイバの製造方法が適応可能な製造設備を示す概略断面図である。
図10に示すように、この実施形態の製造方法が適応可能な製造設備11Dでは、光ファイバの線引き装置21を構成する線引き炉22全体をチャンバ81で覆っている。そして、このチャンバ81には、空調装置82のダクト83が接続されている。
そして、この実施形態に係る光ファイバの製造方法では、上記のように、線引き炉22の全体を、チャンバ81によって覆った状態にて、製造設備室13の内部の気圧及びチャンバ81の内部の気圧をそれぞれ管理して光ファイバG2を製造する。
13:製造設備室
16:出入り口
22:線引き炉
44:開閉機構
51:回転扉機構
61:緩衝室
71、81:チャンバ
G:光ファイバ母材(ガラス母材の一例)
G2:光ファイバ
D:通気口
Claims (8)
- ガラス母材を線引きして光ファイバを製造する線引き炉を設置した製造設備室で、前記製造設備室の内部の気圧を前記製造設備室の外部の気圧に対して陽圧に維持された前記製造設備室において、前記製造設備室の内部の気圧の圧力変動速度が3Pa/秒以下で、かつ、前記製造設備室の内部での1回の気圧の圧力変動量が5Pa以下に管理された前記製造設備室内で光ファイバを製造する、光ファイバの製造方法。
- ガラス母材を線引きして光ファイバを製造する線引き炉を設置した製造設備室で、前記製造設備室の内部の気圧を前記製造設備室の外部の気圧に対して陽圧に維持された前記製造設備室において、前記製造設備室の内部の気圧の圧力変動速度が10Pa/秒以下で、かつ、前記製造設備室の内部での1回の気圧の圧力変動量が3Pa以下に管理された前記製造設備室内で光ファイバを製造する、光ファイバの製造方法。
- 前記製造設備室の内部と外部とを連通および遮断する開閉機構の開閉速度を制御することで前記製造設備室の内部の気圧を管理して光ファイバを製造する、請求項1または2に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記製造設備室の内部と外部の間にダンパー式扉の付いた通気口を設けることで前記製造設備室の内部の気圧を管理して光ファイバを製造する、請求項1または2に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記製造設備室の内部と外部との間に、複数の区画部を有した回転扉機構を設け、いずれか一の区画部が前記製造設備室の内部と連通される際に、前記一の区画部と連通しない他の区画部のいずれかが前記製造設備室の外部と連通され、
前記回転扉機構の回転速度を制御することで前記製造設備室の内部の気圧を管理して光ファイバを製造する、請求項1または2に記載の光ファイバの製造方法。 - 前記製造設備室の内部と外部との間に緩衝室を設け、この緩衝室の一方側で前記製造設備室の内部と連通されるとともに前記緩衝室の他方側で前記製造設備室の外部と連通されることで前記製造設備室の内部の気圧を管理して光ファイバを製造する、請求項1または2に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記線引き炉の上部開口及び下部開口の少なくとも一方をチャンバで覆い、前記製造設備室の内部の気圧を管理して光ファイバを製造する、請求項1から6のいずれか一項に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記線引き炉全体をチャンバで覆い、前記製造設備室及びチャンバの内部の気圧を管理して光ファイバを製造する、請求項1から6のいずれか一項に記載の光ファイバの製造方法。
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