JP2015212206A - 光ファイバの製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバのスリップを防ぐと共に、引き取り速度の高速化を図ることができる光ファイバの製造装置および製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバをキャプスタンホイールの回転によって引き取る引き取り装置３０を備えた光ファイバの製造装置である。引き取り装置は、キャプスタンホイール３１および少なくとも２個のピンチローラ３２ａ，３２ｂによって光ファイバを把持する。好ましくは、少なくとも２個のピンチローラは、キャプスタンホイールに向かう方向に走行する光ファイバとキャプスタンホイールの周面との第１接触位置Ａの近傍、および、キャプスタンホイールから離れる方向に走行する光ファイバとキャプスタンホイールの周面との第２接触位置Ｂの近傍にそれぞれ配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバをキャプスタンホイールの回転によって引き取る引き取り装置を備えた光ファイバの製造装置および製造方法に関する。

光ファイバは、光ファイバ用ガラス母材（以下、ガラス母材という）を光ファイバ用線引炉（以下、線引炉という）で加熱溶融することにより、線引炉の下方から線引きされ、冷却装置や、その下流にある引き取り装置などを経由して巻き取られる。
この引き取り装置としては、省スペース化を達成できる構造として、ベルトラップ方式などが知られている。

例えば、特許文献１，２にはベルトラップ方式の引き取り装置が開示され、キャプスタンホイールおよびキャプスタンベルトで光ファイバを把持している構造が示されている。一方、特許文献３には、キャプスタンベルトを省略し、キャプスタンホイールのみで光ファイバを引き取る引き取り装置の構造も開示されている。

特開平９−２２７１７１号公報 特開平７−６１７１０号公報 特開２０００−１８５９３２号公報

しかしながら、図４に示すような特許文献１，２のベルトラップ式の構造では、引き取り速度が高くなるに連れて、キャプスタンベルト１００がこのベルトに生じた遠心力によってキャプスタンホイール１０１の周面から浮き上がりやすくなる。このため、キャプスタンベルトとキャプスタンホイールとの間に隙間ができて光ファイバＦを把持できず、スリップする場合があり、引き取り速度の高速化を図れないという問題がある。なお、キャプスタンベルトの張力を上げれば、浮き上がりは少なくなるが、張力を上げると、光ファイバに傷や被覆剥がれ（デラミネーション）が発生するので、あまり張力を上げることもできない。

一方、特許文献３の引き取り装置のようにキャプスタンホイールのみで光ファイバを引き取るようにしても、光ファイバがキャプスタンホイールの周面に対してスリップしやすいという問題は生じる。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、光ファイバのスリップを防ぐと共に、引き取り速度の高速化を図ることができる光ファイバの製造装置および製造方法の提供を目的とする。

本発明の一態様に係る光ファイバの製造装置は、光ファイバをキャプスタンホイールの回転によって引き取る引き取り装置を備えた光ファイバの製造装置であって、前記引き取り装置は、前記キャプスタンホイールおよび少なくとも２個のピンチローラによって前記光ファイバを把持する。

上記によれば、光ファイバのスリップを防ぐと共に、引き取り速度の高速化を図ることができる。

本発明の一態様に係る光ファイバの製造装置の概略を説明する図である。 第１実施形態の引き取り装置を説明する図である。 第２実施形態の引き取り装置を説明する図である。 従来の引き取り装置を説明する図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一態様に係る光ファイバの製造装置は、（１）光ファイバをキャプスタンホイールの回転によって引き取る引き取り装置を備えた光ファイバの製造装置であって、前記引き取り装置は、前記キャプスタンホイールおよび少なくとも２個のピンチローラによって前記光ファイバを把持する。光ファイバを、キャプスタンベルトを使用せずに、キャプスタンホイールとピンチローラとで直に挟み込んで引き取るため、光ファイバのスリップを防止しつつ、引き取り速度の高速化を図ることができる。

（２）前記少なくとも２個のピンチローラは、走行する光ファイバと前記キャプスタンホイールの周面とが最初に接触する第１接触位置の近傍、および、走行する光ファイバと前記キャプスタンホイールの周面とが最後に接触する第２接触位置の近傍にそれぞれ配置される。各ピンチローラを、光ファイバに接触するキャプスタンホイールの入口部付近および出口部付近にそれぞれ配置すれば、無理なく、光ファイバのパスラインを確保できる。

（３）前記少なくとも２個のピンチローラの間に、前記キャプスタンホイールとの間で前記光ファイバを把持する１個以上の他のピンチローラを有する。他のピンチローラを間に設ければ、より確実に光ファイバを引き取ることができる。（４）前記ピンチローラの周面の材質は、弾性体である。弾性体、例えばウレタンゴムやシリコーンゴムなどの柔らかい材質を用いることにより、光ファイバをキャプスタンホイールとピンチローラとで直に挟み込んでも、光ファイバへのダメージを減らすことができる。（５）上記の光ファイバの製造装置を用いて光ファイバを製造する光ファイバの製造方法である。上記の引き取り装置を用いれば、ベルトラップ式の引き取り装置に要するスペースを変えずに、引き取り速度の高速化を図ることができる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態に係る光ファイバの製造装置および製造方法の具体例を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一態様に係る光ファイバの製造装置の概略を説明する図であり、この製造装置１は、線引炉１０、冷却装置１５、塗布装置１６、硬化装置１７、ガイドローラ１８、巻き取りドラム２０、引き取り装置３０を備える。

線引炉１０には、その上方からガラス母材１１がセットされる。セットされたガラス母材１１の下端部分が線引炉１０内の加熱装置１３で加熱されると、このガラス母材１１の下端部分が溶融して垂下し、光ファイバ１２が下部チャンバ１４から下方に向けて線引きされる。
線引きされた光ファイバ１２は、冷却装置１５で強制的に冷却された後、塗布装置１６で例えば紫外線硬化樹脂が塗布され、硬化装置１７でこの樹脂を硬化させる。次いで、光ファイバ１２は、ガイドローラ１８を経て引き取り装置３０で引き取られた後、巻き取りドラム２０で巻き取られる。

図２は、第１実施形態の引き取り装置を説明する図であり、この引き取り装置３０は、キャプスタンホイール３１、入口側ピンチローラ３２ａおよび出口側ピンチローラ３２ｂを有している。なお、入口側ピンチローラ３２ａや出口側ピンチローラ３２ｂが本発明のピンチローラに相当する。
キャプスタンホイール３１は、周長が例えば１００ｃｍ（φ３２ｃｍ程度）の金属製であり、軸受部を中心に回転可能に形成されると共に、駆動モータ２２に接続されている。キャプスタンホイール３１は、制御装置２１からの信号に応じて図２の矢印方向に沿って一定速度で回転可能である。

各ピンチローラ３２ａ，３２ｂは、例えばφ１０ｃｍ程度で形成されている。各ピンチローラ３２ａ，３２ｂの周面の材質は、光ファイバへのダメージを減らすために、弾性体、例えばウレタンゴムあるいはシリコーンゴムであることが好ましい。
各ピンチローラ３２ａ，３２ｂは、軸受部を中心にそれぞれ回転可能に形成されると共に、スプリング３３にそれぞれ支持され、キャプスタンホイール３１に向けて付勢されている。

ここで、入口側ピンチローラ３２ａは、キャプスタンホイール３１の回転方向でみて、光ファイバ１２がキャプスタンホイール３１の周面に最初に接触する入口部Ａの近傍に配置されている。なお、入口部Ａが本発明の第１接触位置に相当する。
これに対し、出口側ピンチローラ３２ｂは、キャプスタンホイール３１の回転方向でみて、光ファイバ１２がキャプスタンホイール３１の周面から最後に接触する出口部Ｂの近傍に配置されている。なお、出口部Ｂが本発明の第２接触位置に相当する。

なお、キャプスタンホイール３１の周面と光ファイバ１２との接触長さは、光ファイバ１２の巻き掛け角∠ＡＯＢをθで示すと、例えばθ＝９０°程度となるように設定するのが好ましい。
このように、光ファイバ１２を、キャプスタンベルトを使用せずに、キャプスタンホイール２１とピンチローラ３２ａ，３２ｂとで直に挟み込んで引き取るため、光ファイバのスリップを防止しつつ、引き取り速度の高速化を図ることができる。

また、各ピンチローラ３２ａ，３２ｂを、光ファイバ１２に接触するキャプスタンホイール３１の入口部Ａ付近および出口部Ｂ付近にそれぞれ配置すれば、無理なく光ファイバ１２のパスラインを確保でき、光ファイバを引き取ることができる。

より具体的には、上記ベルトラップ式の構造では、例えば、線速４０００ｍ/ｍｉｎでは、キャプスタンホイールの周面とキャプスタンベルトとの間に１５ｍｍ程度の隙間が生じたため、光ファイバを十分に引き取ることができず、スリップしてしまったが、本実施形態の場合、線速４０００ｍ/ｍｉｎでも、スリップすることなく光ファイバを引き取ることができた。

図３は、第２実施形態の引き取り装置を説明する図である。この引き取り装置４０は、キャプスタンホイール４１、入口側ピンチローラ４２ａおよび出口側ピンチローラ４２ｄに加え、中間ピンチローラ４２ｂ，４２ｃを有している。なお、入口側ピンチローラ４２ａおよび出口側ピンチローラ４２ｄが本発明のピンチローラに相当し、中間ピンチローラ４２ｂ，４２ｃが本発明の他のピンチローラに相当する。

キャプスタンホイール４１は、第１実施形態と同様に、軸受部を中心に回転可能に形成されると共に、駆動モータ２２に接続されている。キャプスタンホイール４１は、制御装置２１からの信号に応じて図３の矢印方向に沿って一定速度で回転可能である。
各ピンチローラ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、第１実施形態と同様に、例えばφ１０ｃｍ程度で形成してもよいが、図３に示すように、中間ピンチローラ４２ｂ，４２ｃを入口側ピンチローラ４２ａや出口側ピンチローラ４２ｄよりも小径で形成してもよい。

各ピンチローラ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、第１実施形態と同様に、その周面の材質は弾性体、例えばウレタンゴムあるいはシリコーンゴムであることが好ましい。また、軸受部を中心にそれぞれ回転可能に形成されると共に、スプリング４３にそれぞれ支持されており、キャプスタンホイール４１に向けて付勢されている。
入口側ピンチローラ４２ａおよび出口側ピンチローラ４２ｂは、第１実施形態と同様に配置されているが、第２実施形態では、例えば２個の中間ピンチローラ４２ｂ，４２ｃが入口側ピンチローラ４２ａと出口側ピンチローラ４２ｂとの間に配置されている。このように、中間ピンチローラをさらに設ければ、より確実に光ファイバを引き取ることができる。

なお、上記各実施形態では、線引機で用いられる引き取り装置の例を挙げて説明したが、本発明の引き取り装置は、巻替機で別のボビンに引き取る場合や、着色機で着色した光ファイバを引き取る場合などにも適用可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…光ファイバの製造装置、１０…線引炉、１１…光ファイバ用ガラス母材、１２…光ファイバ、１３…加熱装置、１４…下部チャンバ、１５…冷却装置、１６…塗布装置、１７…硬化装置、１８…ガイドローラ、２０…巻き取りドラム、２１…制御装置、２２…駆動モータ、３０，４０…引き取り装置、３１，４１…キャプスタンホイール、３２ａ，４２ａ…入口側ピンチローラ、３２ｂ，４２ｄ…出口側ピンチローラ、３３，４３…スプリング、４２ｂ，４２ｃ…中間ピンチローラ。

Claims (5)

1. 光ファイバをキャプスタンホイールの回転によって引き取る引き取り装置を備えた光ファイバの製造装置であって、
   前記引き取り装置は、前記キャプスタンホイールおよび少なくとも２個のピンチローラによって前記光ファイバを把持する、光ファイバの製造装置。
2. 前記少なくとも２個のピンチローラは、走行する光ファイバと前記キャプスタンホイールの周面とが最初に接触する第１接触位置の近傍、および、走行する光ファイバと前記キャプスタンホイールの周面とが最後に接触する第２接触位置の近傍にそれぞれ配置される、請求項１に記載の光ファイバの製造装置。
3. 前記少なくとも２個のピンチローラの間に、前記キャプスタンホイールとの間で前記光ファイバを把持する１個以上の他のピンチローラを有する、請求項１又は２に記載の光ファイバの製造装置。
4. 前記ピンチローラの周面の材質は、弾性体である、請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバの製造装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の光ファイバの製造装置を用いて光ファイバを製造する光ファイバの製造方法。

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