JP2019108232A - 光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連結された複数段の冷却管に対して座屈応力がかからず、長期間使用した場合も気密性を保つことができる光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置は、光ファイバの走行軸方向に配列される半割構造の複数の冷却管と、複数の冷却管のうち隣接する冷却管同士が走行軸方向に接続される半割構造の接続部とを備え、接続部は、隣接する冷却管の一方の冷却管の端部に設けられた半割構造の内側接続部２１ａ，２１ｂと、他方の冷却管の端部に設けられた半割構造の外側接続部３１ａ，３１ｂとが、走行軸方向に直交する方向に嵌合する構造であり、内側接続部２１ａ，２１ｂと外側接続部３１ａ，３１ｂとの間に第一気密部材５１ａ，５１ｂを有し、第一気密部材５１ａ，５１ｂは、走行軸方向に直交する方向に押圧されて変形することによって内側接続部２１ａ，２１ｂと外側接続部３１ａ，３１ｂとの間を気密にする。【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバを冷却するための冷却装置に関する。

特許文献１の光ファイバ冷却装置には、複数段の冷却筒を光ファイバに沿って移動してこれらを相互に連結するための連結手段を具えていることが記載されている。上記冷却筒は、それぞれ光ファイバとの対向方向に移動可能に複数に分割した複数の分割片で構成され、これら複数の分割片を光ファイバとの対向方向に駆動するための開閉手段をさらに具えている。
特許文献２の冷却装置を有する光ファイバの線引き装置には、複数の冷却筒のうち隣接する２つの冷却筒が、連結筒によって気密に連結されることが記載されている。

特開平１０−２５９０３６号公報 特開平５−１８６２３８号公報

例えば特許文献１、２のように、光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置は、冷却効率を上げるべく冷却する範囲を光ファイバの走行軸方向に長くとれるように、複数段の冷却管（冷却筒）を連結して構成される場合がある。冷却管同士の連結部分の気密を保つために、複数段の冷却管の上下方向（光ファイバの走行軸方向）からシリンダー等で冷却管を押し続けるので、連結された複数段の冷却管に対して座屈応力がかかる場合がある。このため、冷却装置を長期間使用した場合、冷却管が曲がって分割構造が閉まりきらなくなり、冷却管内の気密性を保てなくなるおそれがある。

本発明は、連結された複数段の冷却管に対して座屈応力がかからず、長期間使用した場合も気密性を保つことができる光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置は、
光ファイバ用母材を加熱炉で加熱して線引きする光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置であって、
前記冷却装置は、
前記光ファイバの走行軸方向に配列される半割構造の複数の冷却管と、
前記複数の冷却管のうち隣接する冷却管同士が前記走行軸方向に接続される半割構造の接続部と、を備え、
前記接続部は、隣接する冷却管の一方の冷却管の端部に設けられた半割構造の内側接続部と、他方の冷却管の端部に設けられた半割構造の外側接続部とが、前記走行軸方向に直交する方向に嵌合する構造であり、
前記内側接続部と前記外側接続部との間に第一気密部材を有し、
前記第一気密部材は、前記走行軸方向に直交する方向に押圧されて変形することによって前記内側接続部と前記外側接続部との間を気密にする。

上記発明の光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置によれば、連結された複数段の冷却管に対して座屈応力がかからず、長期間使用した場合も気密性を保つことができる。

本実施形態に係る光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置の概略構成を示す部分断面図である。 図１の冷却装置の接続部を示す分解斜視図である。 図１の冷却装置における半割構造の内側接続部の一方を示す斜視図である。 図１の冷却装置における半割構造の外側接続部の一方を示す斜視図である。 図１の冷却装置における内側接続部の平面図である。 図１の冷却装置における外側接続部の平面図である。 本実施形態の冷却装置の変形例における半割構造の接続部の突き合わせ方向の断面図である。

（本発明の実施形態の説明）
最初に本発明の実施態様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線引装置に用いられる冷却装置は、
（１）光ファイバ用母材を加熱炉で加熱して線引きする光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置であって、
前記冷却装置は、
前記光ファイバの走行軸方向に配列される半割構造の複数の冷却管と、
前記複数の冷却管のうち隣接する冷却管同士が前記走行軸方向に接続される半割構造の接続部と、を備え、
前記接続部は、隣接する冷却管の一方の冷却管の端部に設けられた半割構造の内側接続部と、他方の冷却管の端部に設けられた半割構造の外側接続部とが、前記走行軸方向に直交する方向に嵌合する構造であり、
前記内側接続部と前記外側接続部との間に第一気密部材を有し、
前記第一気密部材は、前記走行軸方向に直交する方向に押圧されて変形することによって前記内側接続部と前記外側接続部との間を気密にする。
上記構成によれば、第一気密部材が光ファイバの走行軸方向に直交する方向に押圧されることで、冷却管同士の接続部の気密性を保つことができる。冷却管同士の接続部の気密を保つために、光ファイバの走行軸方向（上下方向）からシリンダー等で冷却管を押し続ける必要が無いので、連結された複数段の冷却管に対して座屈応力がかからず、長期間使用した場合も気密性を保つことができる。

（２）半割構造の前記内側接続部同士の間に第二気密部材を有し、
前記第二気密部材は、前記走行軸方向に直交する方向に押圧されて変形することによって前記内側接続部同士の間を気密にしてもよい。
上記構成によれば、内側接続部同士を閉じたときに、第二気密部材が押圧されて変形することで、さらに確実に冷却管同士の接続部の気密性を保つことができる。

（３）半割構造の前記外側接続部同士の間に第三気密部材を有し、
前記第三気密部材は、前記走行軸方向に直交する方向に押圧されて変形することによって前記外側接続部同士の間を気密にしてもよい。
上記構成によれば、外側接続部同士を閉じたときに、第三気密部材が押圧されて変形することで、さらに確実に冷却管同士の接続部の気密性を保つことができる。

（４）前記内側接続部および前記外側接続部は、前記走行軸方向に直交する方向に平行な対向面をそれぞれ有し、
半割構造の一方の前記内側接続部と前記外側接続部とは、前記対向面のうちの第一の対向面で対向し、
半割構造の他方の前記内側接続部と前記外側接続部とは、前記対向面のうちの第二の対向面で対向し、
半割構造を閉じた状態において前記第一の対向面と前記第二の対向面とが走行軸方向にずれていてもよい。
上記構成によれば、半割構造を閉じた状態において、走行軸方向に直交する方向に平行な第一の対向面と第二の対向面とが走行軸方向にずれているので、第一の対向面と第二の対向面との間に段差が生じて対向面が面一にならない。このように、対向面が面一にならないので、隣接する冷却管の一方の冷却管と他方の冷却管との距離が僅かにあいて溝状の隙間となったとしても、溝状の隙間が直線的につながらないので、冷却管内のガスが漏れにくい。

（５）前記冷却装置は、前記冷却管内にヘリウムガスを流して前記光ファイバを冷却するための、前記ヘリウムガスの供給口と排出口とを有していてもよい。
上記構成によれば、冷却管同士の接続部分の気密性が保てることにより冷却のためのガスの漏れが少ないので、比較的高価なヘリウムガスを使用してもコストの上昇を抑えることができる。

（６）前記内側接続部および前記外側接続部における嵌合面の断面形状は、全ての内角が１８０度未満の六角形の形状であってもよい。
上記構成によれば、内側接続部と外側接続部の断面形状がそれぞれ台形形状であり、内側接続部および外側接続部が嵌合した接続部全体の嵌合面の断面形状が六角形の形状となっている。これにより、内側接続部を外側接続部に嵌合させたとき、内側接続部の傾斜面から嵌合方向に垂直な力と平行な力との合力が加わる。この合力によって、内側接続部が第一気密部材に接する側面の全てで密着し、内側接続部と外側接続部との間の気密性を高めることができる。

（本発明の実施形態の詳細）
本発明の実施形態に係る光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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。

図１は、光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置の一例を示す図である。図１に示すように、冷却装置１は、光ファイバ母材Ｇを加熱する加熱炉１００の下流側（図１において下側）に配置されている。冷却装置１は、加熱炉１００で加熱されて光ファイバ母材Ｇから下方に引き伸ばされたガラスファイバＧ１を強制的に冷却するための装置である。

加熱炉１００は、光ファイバ母材Ｇを囲むように配置される発熱体１０１を備えている。加熱炉１００内にセットされた光ファイバ母材Ｇは、その下端側が発熱体１０１によって加熱される。加熱により軟化した光ファイバ母材Ｇは、下方に引き伸ばされて細径化され、ガラスファイバＧ１が形成される。細径化されて形成されたガラスファイバＧ１は、加熱炉１００の下流側に配置された冷却装置１のファイバ通路１３内へと送り込まれる。

冷却装置１は、ガラスファイバＧ１の走行軸方向（図１における上下方向）に配列される複数（本例では３本）の冷却管１０（１０Ａ〜１０Ｃ）と、隣接する冷却管同士を上記走行軸方向に接続する接続部２０（２０Ａ，２０Ｂ）とを備えている。冷却管１０および接続部２０は、開閉可能に構成される半割構造である。冷却管１０および接続部２０には、例えば開閉シリンダーからなる駆動装置（図示省略）が接続されている。この半割構造の冷却管１０および接続部２０は、駆動装置による駆動動作により、相互に接近する方向へ移動して半割構造が閉状態となったり、逆に相互に離反する方向へ移動して半割構造が開状態となったりするように構成されている。

冷却管１０Ａは、中央部に設けられる金属製の冷却筒１１と、冷却筒１１の周囲を覆うように設けられる断熱材１２とを備えている。また、冷却管１０Ａの中心部分には、ガラスファイバＧ１が挿通されるファイバ通路１３が、冷却管１０Ａを貫通して設けられている。

ファイバ通路１３は、冷却管１０Ａの半割構造が閉状態となることで、冷却管１０Ａの中心部分に形成される例えば円筒状の通路である。ファイバ通路１３には、ヘリウム等の冷却ガスをファイバ通路１３内へ供給するためのガス供給口１４ａと、ファイバ通路１３内の冷却ガスを外部へ排出するためのガス排出口１４ｂとが接続されている。ガス供給口１４ａおよびガス排出口１４ｂは、ガス循環装置（図示省略）に接続されており、ガス循環装置による制御により、冷却ガスがファイバ通路１３内を循環するように構成されている。

冷却筒１１は、その半割構造が閉状態となることで、上記ファイバ通路１３の一部を形成する。冷却筒１１には、ファイバ通路１３の周りを囲うように複数本（例えば計４本）の冷媒通路１５がファイバ通路１３に沿って設けられている。

冷媒通路１５は、冷却水等を冷媒通路１５内へ供給するための冷媒供給路１６ａと、冷媒通路１５内の冷媒を外部へ排出するための冷媒排出路１６ｂとに接続されている。冷媒供給路１６ａおよび冷媒排出路１６ｂは、冷媒循環装置（図示省略）に接続されており、冷媒循環装置による制御により、冷媒が冷媒通路１５内を循環するように構成されている。冷媒通路１５を循環する冷媒によって、ファイバ通路１３内の冷却ガスが冷やされ、この冷やされた冷却ガスによって、ファイバ通路１３内を通過するガラスファイバＧ１が冷却される。

断熱材１２は、上記冷却筒１１と同様に半割構造とされており、冷却筒１１と共に開閉可能に構成されている。断熱材１２は、半割構造が閉状態となることで、上記ファイバ通路１３の一部を形成する。断熱材１２は、冷却筒１１の冷媒通路１５内を循環する冷媒の温度が上昇するのを防止する機能等を有している。なお、冷却管１０Ｂ，１０Ｃは、上記冷却管１０Ａと同様の構成を有している。

接続部２０Ａは、冷却管１０Ａと冷却管１０ＢとをガラスファイバＧ１の走行軸方向に接続する。また、接続部２０Ｂは、冷却管１０Ｂと冷却管１０ＣとをガラスファイバＧ１の走行軸方向に接続する。接続部２０Ａと接続部２０Ｂとは同様の構成を有している。

図２から図６は、接続部２０（２０Ａ，２０Ｂ）の構成を示す図である。図２に示すように、接続部２０（２０Ａ，２０Ｂ）は、内側接続部２１と外側接続部３１とを備えている。接続部２０Ａにおける内側接続部２１と外側接続部３１とは、そのいずれか一方が冷却管１０Ａの下端部に接続され、他方が冷却管１０Ｂの上端部に接続される。接続部２０Ｂにおける内側接続部２１と外側接続部３１とは、そのいずれか一方が冷却管１０Ｂの下端部に接続され、他方が冷却管１０Ｃの上端部に接続される。内側接続部２１は、２１ａと２１ｂとからなる半割構造になっており、外側接続部３１は、３１ａと３１ｂとからなる半割構造になっている。内側接続部２１ａと２１ｂとは同様の構成であり、外側接続部３１ａと３１ｂとは同様の構成である。このため、対応する各部の符号はアルファベット「ａ」を「ｂ」に置き替えて表し、以下、その一方である内側接続部２１ａと外側接続部３１ａとについて主に説明する。

内側接続部２１ａは、図２および図３に示すように、内側接続部２１ａを冷却管１０Ａに取り付けるためのボルト孔２２ａが設けられている。内側接続部２１ａにおいて、図２に示される側の面が第一平面２３ａであり、図３に示される側の面が上記第一平面２３ａの裏側の第二平面２４ａである。内側接続部２１ａは、第一平面２３ａを冷却管１０Ａの下端部の底面に対向させた状態で、ボルト孔２２ａを介して冷却管１０Ａの下端部にボルト接続される。第一平面２３ａおよび第二平面２４ａは、ガラスファイバＧ１の走行軸方向に直交する方向へ平行な平面となる。

外側接続部３１ａは、図２および図４に示すように、第一外側接続部３２ａと第二外側接続部３３ａとを有している。第一外側接続部３２ａは、第二外側接続部３３ａの内側に設けられている凹部３４ａに嵌合されることにより、図２に示すように、第二外側接続部３３ａと組み合わされて外側接続部３１ａを形成する。なお、図２では、外側接続部３１ｂは、第一外側接続部３２ｂと第二外側接続部３３ｂとが組み合わされる前の状態を示している。
組み合わされた第一外側接続部３２ａと第二外側接続部３３ａとは、各々の対応する位置に連続するように形成されたボルト孔を介して、ボルト３５ａによって固定されている。本例では、２本のボルト３５ａを用いて固定されているがそれ以上の本数のボルトを用いてもよい。

第一外側接続部３２ａには、外側接続部３１ａを冷却管１０Ｂに取り付けるためのボルト孔３６ａが設けられている（図４参照）。第一外側接続部３２ａにおいて、図２に示される側の面が第二平面３８ａであり、図４に示される側の面が上記第二平面３８ａの裏側の第一平面３７ａである。外側接続部３１ａは、第一外側接続部３２ａの第一平面３７ａを冷却管１０Ｂの上端部の上面に対向させた状態で、ボルト孔３６ａを介して冷却管１０Ｂの上端部にボルト接続される。第一平面３７ａおよび第二平面３８ａは、ガラスファイバＧ１の走行軸方向に直交する方向へ平行な平面となる。

第一外側接続部３２ａは、矩形状に形成された下基台部３９ａと、下基台部３９ａの上側に設けられ台形状に形成された上基台部４０ａとを有している。

第二外側接続部３３ａの凹部３４ａは、第一外側接続部３２ａの下基台部３９ａを嵌合可能な下側凹部３４ａ１と、第一外側接続部３２ａの上基台部４０ａを嵌合可能な上側凹部３４ａ２とを有している。下側凹部３４ａ１は、下基台部３９ａの形状に対応するように矩形状に形成されている。上側凹部３４ａ２は、上基台部４０ａの形状に対応するように台形状に形成されている。

第二外側接続部３３ａの凹部３４ａには、上側凹部３４ａ２の内周面に沿って、第一シール材５１ａ（第一気密部材の一例）が取り付けられている。シール材としては、弾性および気密性を有する部材、例えば、シリコーンスポンジ、シリコーンゴム、テフロン（登録商標）などを加工したパッキン等が用いられる。第一シール材５１ａが取り付けられた上側凹部３４ａ２の大きさは、第一シール材５１ａの厚み分だけ狭くなり、嵌合される上基台部４０ａの外形よりも小さい台形状になる。

このため、第二外側接続部３３ａの凹部３４ａに第一外側接続部３２ａが嵌合されることで、上基台部４０ａが上側凹部３４ａ２の第一シール材５１ａの一部（下部）に当接する。第一シール材５１ａは、上基台部４０ａによってガラスファイバＧ１の走行軸方向に直交する方向へ押圧されて変形する（押し潰される）。これにより、嵌合された第一外側接続部３２ａは、第二外側接続部３３ａの凹部３４ａ内に密着される。この密着された状態で、第一外側接続部３２ａと第二外側接続部３３ａとはボルト３５ａによって固定される。

内側接続部２１ａは、図２の矢印Ａに示されるように、外側接続部３１ａ（第二外側接続部３３ａ）の凹部３４ａにおける上側凹部３４ａ２に嵌合される。内側接続部２１ａと外側接続部３１ａとは、ガラスファイバＧ１の走行軸方向に直交する方向に嵌合される。内側接続部２１ａは、上側凹部３４ａ２の形状に対応するように台形状に形成されている。内側接続部２１ａは、冷却管１０Ａの下端部と対向する側（第一平面２３ａ側）に形成される台形状の上基台部２５ａと、上基台部２５ａの下側（第二平面２４ａ側）に形成され上基台部２５ａよりもひと回り小さい台形状の下基台部２６ａとを有している。下基台部２６ａの大きさは、第一外側接続部３２ａの上基台部４０ａの大きさと同じ大きさに形成されている。

このため、内側接続部２１ａが第二外側接続部３３ａの凹部３４ａにおける上側凹部３４ａ２に嵌合されることで、内側接続部２１ａの下基台部２６ａが上側凹部３４ａ２の第一シール材５１ａの一部（上部）に当接する。第一シール材５１ａは、下基台部２６ａによって、ガラスファイバＧ１の走行軸方向に直交する方向へ押圧されて変形する（押し潰される）。これにより、嵌合された内側接続部２１ａは、第二外側接続部３３ａの凹部３４ａ内に密着され、内側接続部２１ａと第二外側接続部３３ａ間の気密性が確保される。なお、このとき内側接続部２１ａの上基台部２５ａは、下基台部２６ａよりもひと回り大きい周縁部分が第一シール材５１ａの上側にかぶさるようにして、第二外側接続部３３ａの上側凹部３４ａ２に嵌合される。

図５は、半割構造の内側接続部２１ａと内側接続部２１ｂとを突き合わせた状態のものを第一平面２３ａ、２３ｂ側から観察した図である。図５に示すように、内側接続部２１ａ，２１ｂは、互いに対向する突き合わせ面２７ａ，２７ｂを有しており、その突き合わせ面２７ａ，２７ｂには、平面視して半円形状の溝部２８ａ，２８ｂが形成されている。内側接続部２１ａ，２１ｂ同士が突き合わされると、これら溝部２８ａ，２８ｂによって円形状の挿通孔２８が形成される。挿通孔２８は、冷却装置１のファイバ通路１３に連続するように配置され、ガラスファイバＧ１が挿通される通路の一部を構成する。

また、突き合わせ面２７ａ，２７ｂには、一方の端部に凹部２９ａ，２９ｂが形成されている。凹部２９ａ，２９ｂには、第二シール材５２ａ，５２ｂ（第二気密部材の一例）がそれぞれ取り付けられている。第二シール材５２ａ，５２ｂの厚みは、凹部２９ａ，２９ｂの深さよりも僅かに厚く形成されている。このため、第二シール材５２ａ，５２ｂは、凹部２９ａ，２９ｂから前方（突き合わされるもう一方の内側接続部側）へ僅かに飛び出して設けられている（図２および図３参照）。さらに、突き合わせ面２７ａ，２７ｂには、上記凹部２９ａ，２９ｂが形成されている側とは反対側の端部に、上記第二シール材５２ａ，５２ｂと対向するように突起部３０ａ，３０ｂが形成されている。突起部３０ａ，３０ｂは、突き合わせ面２７ａ，２７ｂの厚み方向（ガラスファイバＧ１の走行軸方向）に連続して形成されている。

図５に示すように、内側接続部２１ａ，２１ｂ同士が突き合わされると、対向する内側接続部２１ａ，２１ｂの突き合わせ面により、飛び出している状態の第二シール材５２ａ，５２ｂがガラスファイバＧ１の走行軸方向に直交する方向へ押圧されて変形する（押し潰される）。これにより、内側接続部２１ａ，２１ｂ同士が密着して、両者間の気密性が確保される。また、内側接続部２１ａ，２１ｂ同士が突き合わされると、突起部３０ａ，３０ｂが、それぞれ対向している第二シール材５２ａ，５２ｂ内に埋入する。これにより、突き合わせ面２７ａ，２７ｂに多少の歪みが生じたとしても、ガラスファイバＧ１のファイバ通路１３を中心とした冷却装置１内部の気密性をさらに高めることができる。

また、図５に示すように、内側接続部２１は、台形状の内側接続部２１ａと台形状の内側接続部２１ｂとを突き合わせてなる六角形状に形成されている。すなわち、第二外側接続部３３ａ，３３ｂの上側凹部３４ａ２，３４ｂ２に嵌合される内側接続部２１ａ，２１ｂの嵌合面の断面Ｎが六角形状に形成されている。そして、その六角形の全ての内角が１８０度未満となるように形成されている。

図６は、半割構造の外側接続部３１ａと外側接続部３１ｂとを突き合わせた状態のものを第一外側接続部３２ａ，３２ｂの第二平面３８ａ、３８ｂ側から観察した図である。図６に示すように、外側接続部３１ａ、３１ｂの第一外側接続部３２ａ，３２ｂは、互いに対向する突き合わせ面４１ａ，４１ｂを有している。また、外側接続部３１ａ、３１ｂの第二外側接続部３３ａ，３３ｂは、互いに対向する突き合わせ面４２ａ（４２ａ１，４２ａ２），４２ｂ（４２ｂ１，４２ｂ２）を有している。

第一外側接続部３２ａ，３２ｂの突き合わせ面４１ａ，４１ｂには、平面視して半円形状の溝部４３ａ，４３ｂが形成されている。外側接続部３１ａ、３１ｂ同士が突き合わされると、これら溝部４３ａ，４３ｂによって円形状の挿通孔４３が形成される。挿通孔４３は、冷却装置１のファイバ通路１３に連続するように配置され、内側接続部２１の挿通孔２８と共にガラスファイバＧ１が挿通される通路の一部を構成する。

また、突き合わせ面４１ａ，４１ｂには、一方の端部に凹部４４ａ，４４ｂが形成されている。凹部４４ａ，４４ｂには、第三シール材５３ａ，５３ｂ（第三気密部材の一例）が取り付けられている。第三シール材５３ａ，５３ｂの厚みは、凹部４４ａ，４４ｂの深さよりも僅かに厚く形成されている。このため、第三シール材５３ａ，５３ｂは、凹部４４ａ，４４ｂから前方（突き合わされるもう一方の第一外側接続部側）へ僅かに飛び出して設けられている（図２参照）。さらに、突き合わせ面４１ａ，４１ｂには、上記凹部４４ａ，４４ｂが形成されている側とは反対側の端部に、上記第三シール材５３ａ，５３ｂと対向するように突起部４５ａ，４５ｂが形成されている。突起部４５ａ，４５ｂは、突き合わせ面４１ａ，４１ｂの厚み方向（ガラスファイバＧ１の走行軸方向）に連続して形成されている。

第二外側接続部３３ａの突き合わせ面４２ａは、突き合わせ面４２ａ１と４２ａ２とで段差を有するように形成されている。また、第二外側接続部３３ｂの突き合わせ面４２ｂは、突き合わせ面４２ｂ１と４２ｂ２とで段差を有するように形成されている。各低い方の突き合わせ面（本例では、突き合わせ面４２ａ２，４２ｂ１）には、第四シール材５４ａ，５４ｂ（第三気密部材の一例）が取り付けられている。第四シール材５４ａ，５４ｂの厚みは、上記突き合わせ面の段差よりも僅かに厚く形成されている。このため、第四シール材５４ａは、突き合わせ面４２ａ１よりも前方（突き合わされるもう一方の第二外側接続部側）へ僅かに飛び出して設けられている。同様に、第四シール材５４ｂは、突き合わせ面４２ｂ２よりも前方へ僅かに飛び出して設けられている。第二外側接続部３３ａの突き合わせ面４２ａ１は、第一外側接続部３２ａの突き合わせ面４１ａと面一になるように形成されている。また、第二外側接続部３３ｂの突き合わせ面４２ｂ２は、第一外側接続部３２ｂの突き合わせ面４１ｂと面一になるように形成されている。

図６に示すように、外側接続部３１ａ、３１ｂ同士が突き合わされると、対向する第一外側接続部の突き合わせ面により、飛び出している状態の第三シール材５３ａ，５３ｂがガラスファイバＧ１の走行軸方向に直交する方向へ押圧されて変形する（押し潰される）。これにより、第一外側接続部３２ａ，３２ｂ同士が密着して、両者間の気密性が確保される。また、外側接続部３１ａ、３１ｂ同士が突き合わされると、第一外側接続部３２ａ，３２ｂの突起部４５ａ，４５ｂが、それぞれ対向している第三シール材５３ａ，５３ｂ内に埋入する。これにより、突き合わせ面４１ａ，４１ｂに多少の歪みが生じたとしても、ガラスファイバＧ１のファイバ通路１３を中心とした冷却装置１内部の気密性を高めることができる。

また、外側接続部３１ａ、３１ｂ同士が突き合わされると、対向する第二外側接続部の突き合わせ面により、飛び出している状態の第四シール材５４ａ，５４ｂがガラスファイバＧ１の走行軸方向に直交する方向へ押圧されて変形する（押し潰される）。これにより、第二外側接続部３３ａ，３３ｂ同士が密着して、両者間の気密性が確保される。

また、上述したように、第二外側接続部３３ａ，３３ｂの上側凹部３４ａ２，３４ｂ２に嵌合される第一外側接続部３２ａ，３２ｂの上基台部４０ａ，４０ｂは、台形状に形成されている。したがって、図６に示すように、台形状の上基台部４０ａと台形状の上基台部４０ｂとを突き合わせてなる面は、六角形状に形成される。すなわち、上側凹部３４ａ２，３４ｂ２に嵌合される第一外側接続部３２ａ，３２ｂの嵌合面の断面Ｍは、六角形状に形成されている。そして、その六角形の全ての内角が１８０度未満となるように形成されている。

次に、冷却装置１の組み立て方法について説明する。
半割構造である冷却管１０Ａの一方の冷却管の下端部に内側接続部２１ａをボルトで固定する。半割構造である冷却管１０Ｂの一方の冷却管の上端部に第一外側接続部３２ａをボルトで固定する。上記固定された第一外側接続部３２ａが第二外側接続部３３ａの凹部３４ａに嵌合されるように、第二外側接続部３３ａを第一外側接続部３２ａに組み合わせ、ボルト３５ａで両接続部同士を固定する。

続いて、上記固定された内側接続部２１ａと上記固定された第二外側接続部３３ａとをガラスファイバＧ１の走行軸方向に直交する方向へ相対的に移動させて、内側接続部２１ａを第二外側接続部３３ａの凹部３４ａにおける上側凹部３４ａ２に嵌合させる。これにより、半割構造の冷却管１０Ａおよび冷却管１０Ｂの一方の冷却管同士が、接続部２０Ａの内側接続部２１ａと外側接続部３１ａとを介して連結される。

同様にして、冷却管１０Ｂと冷却管１０Ｃの一方の冷却管同士を、接続部２０Ｂの内側接続部２１ａと外側接続部３１ａとを用いて連結させる。これにより、複数段の冷却管からなる半割構造の冷却装置１の一方側が作製される。また、同様にして、半割構造の冷却装置１の他方側を作製する。続いて、作製された半割構造の冷却装置同士を突き合わせる。これにより、冷却装置１の組み立てが完了する。
なお、上記の作製された半割構造の冷却装置同士を突き合わせる手順は、全ての半割構造の冷却管を同時に突き合わせずに、上方の冷却管から順番に突き合わせるようにしてもよい。例えば冷却管１０Ａの冷却管同士を突き合わせた後に、冷却管１０Ｂの冷却管同士を突き合わせ、最後に冷却管１０Ｃの冷却管同士を突き合わせることで、冷却装置１の組み立てを行ってもよい。

以上のような構成の冷却装置１によれば、例えば、冷却管１０Ａの下端部に固定された内側接続部２１ａと冷却管１０Ｂの上端部に固定された外側接続部３１ａとをガラスファイバＧ１の走行軸方向に直交する方向へ相対的に移動させて互いに嵌合させることで、冷却管１０Ａと１０Ｂとを連結させることができる。このように、複数段の冷却管１０を連結する際に、冷却管１０に対して上記走行軸方向に直交する方向へ押圧を掛けることで、冷却管１０同士の接続部２０の気密性を保つことができる。冷却管１０同士の接続部２０の気密を保つために、上記走行軸方向（上下方向）からシリンダー等で冷却管１０を押し続ける必要が無いので、上記走行軸方向への座屈応力が掛からない。よって、長期間使用した場合でも冷却管１０に曲がり等の変形が発生するのを抑制することができ気密性を保つことができる。

また、半割構造の内側接続部２１ａ，２１ｂ同士を突き合わせたとき、その外周形状は六角形状になる。同様に、第一外側接続部３２ａ，３２ｂ同士を突き合わせたとき、その内周形状は六角形状になる。このため、例えば、内側接続部２１ａ，２１ｂを第二外側接続部３３ａ，３３ｂに嵌合させたとき、図５に示すように、内側接続部２１ａ，２１ｂの傾斜面から第一シール材５１ａ，５１ｂに対して嵌合方向に垂直な力Ｆ１と平行な力Ｆ２との合力Ｆ３が加わる。この合力Ｆ３によって、第一シール材５１ａ，５１ｂが変形する。

上記のように、第一シール材５１ａ，５１ｂが内側接続部２１ａ，２１ｂの傾斜面でも変形するので、内側接続部２１ａ，２１ｂが第一シール材５１ａ，５１ｂに接する側面の全てで密着し、内側接続部２１ａ，２１ｂと第一外側接続部３２ａ，３２ｂとの間の気密性を高めることができる。なお、第一外側接続部３２ａ，３２ｂを第二外側接続部３３ａ，３３ｂに嵌合させたときも同様に気密性を高めることができる。

なお、例えば、内側接続部２１ａ，２１ｂ同士を突き合わせたときの外周形状および第一外側接続部３２ａ，３２ｂ同士を突き合わせたときの内周形状が矩形状である構成の場合（図示せず）には、その嵌合方向に平行な力が発生するのみで、嵌合方向に垂直な力は発生しない。このため、上記矩形状の構成の場合は、第一シール材５１ａ，５１ｂは嵌合方向に平行な方向には変形するが、嵌合方向に垂直な方向には変形しない。したがって、上記矩形状の構成の場合は、第一シール材５１ａ，５１ｂは内側接続部２１ａ，２１ｂの嵌合方向に垂直な方向の側面には密着するが平行な方向の側面には密着しない。

また、内側接続部２１ａ，２１ｂ同士を突き合わせたときに、第二シール材５２ａ，５２ｂが押圧されて変形することで、内側接続部２１ａ，２１ｂ同士の気密性を保つことができる。

また、第一外側接続部３２ａ，３２ｂ同士を突き合わせたときに、第三シール材５３ａ，５３ｂが押圧されて変形することで、第三シール材５３ａ，５３ｂが第一外側接続部３２ａ，３２ｂと密着し、第一外側接続部３２ａ，３２ｂ同士の気密性を保つことができる。さらに、第二外側接続部３３ａ，３３ｂ同士を突き合わせたときに、第四シール材５４ａ，５４ｂが押圧されて変形することで、第二外側接続部３３ａ，３３ｂが第四シール材５４ａ，５４ｂと密着し、第二外側接続部３３ａ，３３ｂ同士の気密性を保つことができる。

このように、半割構造の接続部２０を上記走行軸方向に直交する方向に突き合わせるだけで、内側接続部２１ａ，２１ｂの挿通孔２８および第一外側接続部３２ａ，３２ｂの挿通孔４３の周囲における気密性を第一シール材から第四シール材によって確保することができる。これにより、冷却ガスが内側接続部２１ａ，２１ｂの挿通孔２８および第一外側接続部３２ａ，３２ｂの挿通孔４３を通じて外部に漏れるのを防ぐことができる。また、例えば、内側接続部２１ａ，２１ｂの第二平面２４ａ，２４ｂと第一外側接続部３２ａ，３２ｂの第二平面３８ａ，３８ｂとの間に隙間が生じた場合であっても、同様に冷却ガスの外部への漏れを防ぐことができる。

また、接続部２０Ａ，２０Ｂの気密性を確保することにより、冷却ガスの漏れを少なくすることができるので、比較的高価なヘリウムガスを使用してもコストの上昇を抑えることができる。

なお、半割構造の接続部２０は、必ずしも、内側接続部２１ａの厚みと内側接続部２１ｂの厚みとが同じでなく、第一外側接続部３２ａの厚みと第一外側接続部３２ｂの厚みとが同じでなくてもよい。図７は、本実施形態の冷却装置の変形例を示す図であり、接続部２０を、その長手方向に切断した断面図、すなわち半割構造の内側接続部２１ａと２１ｂとが突き合わされる方向および半割構造の外側接続部３１ａと３１ｂとが突き合わされる方向に切断した断面図である。図７に示す変形例では、内側接続部２１ａの厚みＢ１は、内側接続部２１ｂの厚みＢ２と相違する厚みに形成されている。また、外側接続部３１ａの第一外側接続部３２ａの厚みＣ１は、外側接続部３１ｂの第一外側接続部３２ｂの厚みと相違する厚みＣ２に形成されている。そして、内側接続部２１ａの厚みＢ１と第一外側接続部３２ａの厚みＣ１とを足し合わせた厚みは、内側接続部２１ｂの厚みＢ２と第一外側接続部３２ｂの厚みＣ２とを足し合わせた厚みと同じ厚みとなるように形成されている。

このため、内側接続部２１ａと第一外側接続部３２ａとの対向面（第一の対向面）の位置と、内側接続部２１ｂと第一外側接続部３２ｂとの対向面（第二の対向面）の位置とは、ガラスファイバＧ１の走行軸方向にずれている。換言すると、内側接続部２１ａの第二平面２４ａと第一外側接続部３２ａの第二平面３８ａとが対向する位置Ｐ１は、内側接続部２１ｂの第二平面２４ｂと第一外側接続部３２ｂの第二平面３８ｂとが対向する位置Ｐ２と、ガラスファイバＧ１の走行軸方向にずれている。

上記の変形例のようにすれば、例えば、隣接する冷却管１０Ａ，１０Ｂの取り付け位置がずれて内側接続部２１ａと第一外側接続部３２ａの間、および内側接続部２１ｂと第一外側接続部３２ｂの間に溝状の隙間が生じたとしてもそれらの溝状の隙間は直線的につながらないでずれている。したがって、隙間を通じたガスの自由な流れを抑制することができ、冷却管内のガスを漏れにくくすることができる。

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

１：冷却装置
１０（１０Ａ〜１０Ｃ）：冷却管
１３：ファイバ通路
１４ａ：ガス供給口
１４ｂ：ガス排出口
２０（２０Ａ，２０Ｂ）：接続部
２１（２１ａ，２１ｂ）：内側接続部
２５ａ：上基台部
２６ａ：下基台部
２８，４３：挿通孔
３１（３１ａ，３１ｂ）：外側接続部
３２ａ，３２ｂ：第一外側接続部
３３ａ，３３ｂ：第二外側接続部
３４ａ，３４ｂ：凹部
３４ａ１，３４ｂ１：下側凹部
３４ａ２，３４ｂ２：上側凹部
３９ａ，３９ｂ：下基台部
４０ａ，４０ｂ：上基台部
５１ａ，５１ｂ：第一シール材（第一気密部材の一例）
５２ａ，５２ｂ：第二シール材（第二気密部材の一例）
５３ａ，５３ｂ：第三シール材（第三気密部材の一例）
５４ａ，５４ｂ：第四シール材（第三気密部材の一例）
Ｇ１：ガラスファイバ

Claims (6)

1. 光ファイバ用母材を加熱炉で加熱して線引きする光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置であって、
   前記冷却装置は、
   前記光ファイバの走行軸方向に配列される半割構造の複数の冷却管と、
   前記複数の冷却管のうち隣接する冷却管同士が前記走行軸方向に接続される半割構造の接続部と、を備え、
   前記接続部は、隣接する冷却管の一方の冷却管の端部に設けられた半割構造の内側接続部と、他方の冷却管の端部に設けられた半割構造の外側接続部とが、前記走行軸方向に直交する方向に嵌合する構造であり、
   前記内側接続部と前記外側接続部との間に第一気密部材を有し、
   前記第一気密部材は、前記走行軸方向に直交する方向に押圧されて変形することによって前記内側接続部と前記外側接続部との間を気密にする、
   光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置。
2. 半割構造の前記内側接続部同士の間に第二気密部材を有し、
   前記第二気密部材は、前記走行軸方向に直交する方向に押圧されて変形することによって前記内側接続部同士の間を気密にする、
   請求項１に記載の光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置。
3. 半割構造の前記外側接続部同士の間に第三気密部材を有し、
   前記第三気密部材は、前記走行軸方向に直交する方向に押圧されて変形することによって前記外側接続部同士の間を気密にする、
   請求項１または請求項２に記載の光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置。
4. 前記内側接続部および前記外側接続部は、前記走行軸方向に直交する方向に平行な対向面をそれぞれ有し、
   半割構造の一方の前記内側接続部と前記外側接続部とは、前記対向面のうちの第一の対向面で対向し、
   半割構造の他方の前記内側接続部と前記外側接続部とは、前記対向面のうちの第二の対向面で対向し、
   半割構造を閉じた状態において前記第一の対向面と前記第二の対向面とが走行軸方向にずれている、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置。
5. 前記冷却装置は、前記冷却管内にヘリウムガスを流して前記光ファイバを冷却するための、前記ヘリウムガスの供給口と排出口とを有する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置。
6. 前記内側接続部および前記外側接続部における嵌合面の断面形状は、全ての内角が１８０度未満の六角形の形状である、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光ファイバの線引装置に用いられる冷却装置。
   

Images