JP2023128453A - 光ファイバの製造方法、及び光ファイバの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線引された光ファイバ裸線を効率的に冷却する光ファイバの製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバの製造方法は、光ファイバ母材を溶融して光ファイバ裸線を線引きする工程と、少なくとも１つの非接触ガイドにより光ファイバ裸線の進行方向を変更しつつ光ファイバ裸線を冷却する工程と、光ファイバ裸線に樹脂を被覆して光ファイバ素線を形成する工程と、を備える。冷却する工程では、非接触ガイドの内側から光ファイバ裸線に向けて気体が噴出される。この気体は、露点が０℃以下に管理された乾燥エアである。【選択図】図１

Description

本開示は、光ファイバの製造方法、及び光ファイバの製造装置に関する。

特許文献１には、光ファイバの製造方法が開示されている。この光ファイバの製造方法では、光ファイバ母材を溶融して線引きした光ファイバ裸線の進行方向を方向変更器によって変更し、光ファイバ裸線の経路長を調整している。そして、この経路長の調整により、樹脂被覆される光ファイバ裸線の温度を調整している。

特開２０１６－１４７７７１号公報

特許文献１に記載の光ファイバの製造方法では、光ファイバ裸線の進行方向を水平方向に移動させることで光ファイバの経路長を長くし、これにより、光ファイバ裸線が冷却ガス雰囲気に触れる時間を長くして冷却を行っている。しかしながら、光ファイバ裸線を冷却ガス雰囲気中に通過させることで冷却しているため、光ファイバ裸線の冷却に時間がかかる。そこで、光ファイバ裸線の冷却をより効率的に行う光ファイバの製造方法及び製造装置が望まれている。

本開示は、光ファイバ裸線の冷却を効率的に行う、光ファイバの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

本開示は、光ファイバの製造方法を提供する。この光ファイバの製造方法は、光ファイバ母材を溶融して光ファイバ裸線を線引きする工程と、少なくとも１つの非接触ガイドにより光ファイバ裸線の進行方向を変更しつつ光ファイバ裸線を冷却する工程と、光ファイバ裸線に樹脂を被覆して光ファイバ素線を形成する工程と、を備える。冷却する工程では、非接触ガイドの内側から光ファイバ裸線に向けて気体が噴出される。気体は、露点が０℃以下に管理された乾燥エアである。

本開示は、光ファイバの製造装置を提供する。この光ファイバの製造装置は、溶融装置、冷却装置、供給装置、及び、被覆装置を備える。溶融装置は、光ファイバ母材から光ファイバ裸線を線引きするために光ファイバ母材を溶融する。冷却装置は、光ファイバ裸線を冷却する。供給装置は、冷却装置に気体を供給する。被覆装置は、光ファイバ裸線を樹脂により被覆して光ファイバ素線を形成する。冷却装置は、少なくとも３つの非接触ガイドを有する。非接触ガイドのそれぞれは、光ファイバ裸線の進行方向を非接触で変更するように内側から外側に向けて気体が噴出するように構成される。供給装置から非接触ガイドに供給される気体は、露点が０℃以下に管理された乾燥エアである。

本開示によれば、光ファイバ裸線の冷却を効率的に行うことができる。

図１は、一実施形態に係る光ファイバの製造装置の概略図である。 図２は、非接触ガイドを示す斜視図である。 図３は、図２に示す非接触ガイドのガイド領域の拡大断面図である。 図４は、図２に示す非接触ガイドをＩＶ－ＩＶ線に沿って切断した際の断面図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光ファイバの製造方法は、光ファイバ母材を溶融して光ファイバ裸線を線引きする工程と、少なくとも１つの非接触ガイドにより光ファイバ裸線の進行方向を変更しつつ光ファイバ裸線を冷却する工程と、光ファイバ裸線に樹脂を被覆して光ファイバ素線を形成する工程と、を備える。冷却する工程では、非接触ガイドの内側から光ファイバ裸線に向けて気体が噴出される。気体は、露点が０℃以下に管理された乾燥エアである。

この光ファイバの製造方法では、光ファイバ裸線の進行方向を非接触で変更する非接触ガイドの内側から光ファイバ裸線に向けて気体（乾燥エア）が噴出される。この場合、光ファイバ裸線に近い領域において光ファイバ裸線に直接乾燥エアを吹き付けることになるため、光ファイバ裸線を効率的に冷却することができる。また、乾燥エアを噴出することで光ファイバ裸線に触れずに方向変更させる非接触ガイドには、光ファイバ裸線を受けてガイドする部分（例えば溝部分）があり、光ファイバ裸線の進行方向が変更される際に、噴出する乾燥エアは、非接触ガイドに沿う部分全体で、その狭いガイド部分から広い領域に急激に解放されることになる。この際、断熱膨張の影響により局所的な温度低下が生じ、乾燥エアの結露が起こり、当該結露が光ファイバ裸線に接触して断線を生じさせてしまう虞がある。しかしながら、本開示の一実施形態に係る製造方法では、乾燥エアの露点が０℃以下になるように管理されているため、かかる結露が防止される。よって、この製造方法によれば、結露による光ファイバ裸線の断線を生じさせることなく、光ファイバ裸線を効率的に冷却することが可能となる。なお、乾燥エアは、空気に限定されるものではなく、気体であればよい。乾燥エアは、例えば窒素であってもよい。

上記光ファイバの製造方法の一実施形態として、冷却する工程では、ろ過精度が０．０３μｍ以下のガスフィルタを介して乾燥エアを非接触ガイドに供給してもよい。この場合、非接触ガイドから光ファイバ裸線に直接吹き付けられる乾燥エアから不純物等が除去されることから、乾燥エアに含まれる不純物等が衝突することによる光ファイバ裸線の断線を防止することができる。これにより、光ファイバ裸線の断線を生じさせることなく、光ファイバ裸線を効率的に冷却することが可能となる。

上記光ファイバの製造方法の一実施形態として、冷却する工程では、金属摺動部を有しない開閉バルブにより、非接触ガイドに供給される乾燥エアの供給量が調整されてもよい。この場合、非接触ガイドへの乾燥エアの供給量を調整する開閉バルブからの発塵（金属粉等）を低減して、発塵による光ファイバ裸線の断線を防止することができる。金属摺動部を有しない開閉バルブとしては、例えば、エアオペレートバルブなどを用いることができる。エアオペレートバルブの開閉制御にはソレノイドバルブを用いることができる。

また、一実施形態に係る光ファイバの製造装置は、溶融装置、冷却装置、供給装置、及び、被覆装置を備える。溶融装置は、光ファイバ母材から光ファイバ裸線を線引きするために光ファイバ母材を溶融する。冷却装置は、光ファイバ裸線を冷却する。供給装置は、冷却装置に気体を供給する。被覆装置は、光ファイバ裸線を樹脂により被覆して光ファイバ素線を形成する。冷却装置は、少なくとも３つの非接触ガイドを有する。非接触ガイドのそれぞれは、光ファイバ裸線の進行方向を非接触で変更するように内側から外側に向けて気体が噴出するように構成される。供給装置から非接触ガイドに供給される気体は、露点が０℃以下に管理された乾燥エアである。

この光ファイバの製造装置では、光ファイバ裸線の進行方向を非接触で変更する非接触ガイドの内側から光ファイバ裸線に向けて気体（乾燥エア）が噴出される。この場合、光ファイバ裸線に近い領域において光ファイバ裸線に直接乾燥エアを吹き付けることになるため、光ファイバ裸線を効率的に冷却することができる。また、乾燥エアを噴出することで光ファイバ裸線に触れずに方向変更させる非接触ガイドには、光ファイバ裸線を受けてガイドする部分（例えば溝部分）があり、光ファイバ裸線の進行方向が変更される際に、噴出する乾燥エアは、非接触ガイドに沿う部分全体で、その狭いガイド部分から広い領域に急激に解放されることになる。この際、断熱膨張の影響により局所的な温度低下が生じ、乾燥エアの結露が起こり、当該結露が光ファイバ裸線に接触して断線を生じさせてしまう虞がある。しかしながら、本開示の一実施形態に係る製造装置では、乾燥エアの露点が０℃以下になるように管理されているため、かかる結露が防止される。よって、この製造方法によれば、結露による光ファイバ裸線の断線を生じさせることなく、光ファイバ裸線を効率的に冷却することが可能となる。

一実施形態として、上記の光ファイバの製造装置は、非接触ガイドと供給装置との間に配置されるフィルタを更に備えてもよい。フィルタは、ろ過精度が０．０３μｍ以下のガスフィルタであってもよい。この場合、非接触ガイドから光ファイバ裸線に直接吹き付けられる乾燥エアからフィルタにより不純物等が除去されていることから、乾燥エアに含まれる不純物等が衝突することによる光ファイバ裸線の断線を防止することができる。これにより、光ファイバ裸線の断線を生じさせることなく、光ファイバ裸線を効率的に冷却することが可能となる。

一実施形態として、上記の光ファイバの製造装置は、非接触ガイドと供給装置との間に配置され、非接触ガイドに供給する乾燥エアの供給量を調整する開閉バルブを更に備えてもよい。開閉バルブは、金属摺動部を有しない開閉バルブであってもよい。この場合、非接触ガイドへの乾燥エアの供給量を調整する開閉バルブからの発塵（金属粉等）を低減して、発塵による光ファイバ裸線の断線を防止することができる。なお、金属摺動部を有しない開閉バルブとしては、例えば、エアオペレートバルブなどを用いることができる。エアオペレートバルブの開閉制御にはソレノイドバルブを用いることができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバの製造装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。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及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を参照して、一実施形態に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバの製造装置について説明する。図１は、一実施形態に係る光ファイバの製造装置１の概略図である。製造装置１は、図１に示されるように、光ファイバ母材Ｆａを加熱溶融して光ファイバ裸線Ｆｂの線引きを行い、光ファイバ裸線Ｆｂの外周に被覆樹脂を設けることにより光ファイバ素線Ｆｃを製造する装置である。製造装置１は、線引き炉２（溶融装置）、冷却装置３、コーティング部４（被覆装置）、硬化部５、直下ローラ６、牽引ローラ７及び巻取部８を、光ファイバ裸線Ｆｂ及び光ファイバ素線Ｆｃの通過経路に沿って順に備えている。製造装置１は、更に、ガス供給装置１０、制御装置１１、フィルタ１２、開閉バルブ１３を備えている。

線引き炉２は、光ファイバ母材Ｆａを加熱溶融して鉛直方向（図１に示す方向Ｘ）に沿って線引きすることにより光ファイバ裸線Ｆｂを形成する。線引き炉２は、光ファイバ母材Ｆａの周囲に位置するヒータを有する。光ファイバ母材Ｆａは、例えば石英ガラスを含むガラス体（プリフォーム）である。光ファイバ裸線Ｆｂは、例えばコアと、コアの外周を覆うクラッドを含むガラス線である。線引き炉２は、光ファイバ母材Ｆａの下端をヒータによって加熱し軟化させた後に線引きを行う。線引きされた光ファイバ裸線Ｆｂは、冷却装置３へと送られる。

冷却装置３は、光ファイバ裸線Ｆｂを冷却する。冷却装置３は、例えばハウジング３ａによって囲まれる内部空間Ｓを有し、当該内部空間Ｓの中を光ファイバ裸線Ｆｂが通過する。冷却装置３のハウジング３ａを構成する外壁は、冷却装置３の内部を確認できるように透明なガラス又は樹脂によって構成されていてもよい。

光ファイバ裸線Ｆｂは、複数の非接触ガイド２０によって進行方向を変化させながら蛇行するように内部空間Ｓを通過する。光ファイバ裸線Ｆｂは、各非接触ガイド２０の間を方向Ｘ及び方向Ｙに対して傾斜する方向に通過する。本実施形態において、製造装置１の高さ方向を方向Ｘとし、幅方向を方向Ｙとし、奥行き方向を方向Ｚとする。本実施形態においては、方向Ｘ、方向Ｙ及び方向Ｚは互いに直交する。冷却装置３は、７個の非接触ガイド２０（非接触ローラ）を有する。非接触ガイド２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇは、光ファイバ裸線Ｆｂの走行路において、この順に設けられている。以下、各非接触ガイド２０を区別して説明する必要のない場合には、単に非接触ガイド２０と総称して説明を行う。冷却装置３が有する非接触ガイド２０の個数は複数であればよく、７個に限定されない。例えば、冷却装置３は、少なくとも３個の非接触ガイド２０を有してもよく、５個以上１５個以下の非接触ガイド２０を有していてもよい。

各非接触ガイド２０は、光ファイバ裸線Ｆｂの移動方向を変更する部材である。非接触ガイド２０は、円盤形状の部材であり、外周に設けられた隙間８０（図２を参照）に沿って光ファイバ裸線Ｆｂが通される。各非接触ガイド２０は、内部空間Ｓを横切るように方向Ｙに沿って移動可能であってもよいし、移動せずに所定の位置にあってもよい。非接触ガイド２０が移動可能な場合、冷却装置３の内部空間Ｓを通過する光ファイバ裸線Ｆｂの長さが調整可能となる。本実施形態においては、３個の非接触ガイド２０（非接触ガイド２０Ｂ，２０Ｄ，２０Ｆ）が図１の紙面右側に向かって方向Ｙに沿って移動する。

また、各非接触ガイド２０は、光ファイバ裸線Ｆｂを冷却する部材としても機能する。即ち、非接触ガイド２０の隙間８０からは、ガス供給装置１０から非接触ガイド２０の内部に供給された気体（乾燥エア）が径方向の外側に向かって吹き出すようになっている。吹き出された乾燥エアは、隙間８０に通された光ファイバ裸線Ｆｂに内側から吹き付けられる。光ファイバ裸線Ｆｂは、乾燥エアが直接吹き付けられることにより、浮遊した状態で冷却される。このような冷却装置３によって冷却された光ファイバ裸線Ｆｂは、コーティング部４へと送られる。ガス供給装置１０及び非接触ガイド２０の詳細については後述する。なお、乾燥エアは、空気に限定されるものではなく、気体であればよい。乾燥エアは、例えば窒素であってもよい。

コーティング部４は、光ファイバ裸線Ｆｂの外周に被覆樹脂を塗布する。被覆樹脂は、例えば紫外線硬化型樹脂である。コーティング部４は、種類の異なる２つの被覆樹脂を光ファイバ裸線Ｆｂの外周に塗布してもよい。コーティング部４は、例えばプライマリ樹脂を光ファイバ裸線Ｆｂに塗布した後、セカンダリ樹脂をプライマリ樹脂の外側に塗布してもよい。コーティング部４は、プライマリ樹脂とセカンダリ樹脂とを略同時に光ファイバ裸線Ｆｂに塗布してもよい。被覆樹脂が塗布された光ファイバ裸線Ｆｂは、硬化部５に送られる。

硬化部５は、紫外線を照射することにより、光ファイバ裸線Ｆｂに塗布された被覆樹脂を硬化させる。硬化部５は、紫外線を出射する紫外線ランプ等の発光素子を有している。光ファイバ裸線Ｆｂに塗布された被覆樹脂が硬化することにより、光ファイバ素線Ｆｃが完成する。完成した光ファイバ素線Ｆｃは、直下ローラ６へと送られる。

直下ローラ６は、光ファイバ素線Ｆｃの移動方向を方向Ｘに沿う方向から所定の方向へと変更する。直下ローラ６によって移動方向が変更された光ファイバ素線Ｆｃは牽引ローラ７へと送られる。牽引ローラ７は、光ファイバ素線Ｆｃを牽引し移動させる。牽引ローラ７の回転速度を変更することにより、光ファイバ素線Ｆｃの移動速度を調整可能となっていてもよい。光ファイバ素線Ｆｃは、牽引ローラ７から巻取部８へと送られ、巻取部８によって巻き取られる。以上で光ファイバ素線Ｆｃの製造工程が終了する。

次に、冷却装置３（非接触ガイド２０）へ冷却ガス（乾燥エア）を供給するガス供給装置１０及び制御装置１１について、図１を参照して、説明する。ガス供給装置１０は、制御装置１１による制御に基づいて露点が０℃以下となるように管理された乾燥エアを冷却装置３へ供給する。より具体的には、ガス供給装置１０は、フィルタ１２及び開閉バルブ１３を介して各非接触ガイド２０へ乾燥エアを供給する。なお、冷却装置３のハウジング３ａ内には、別のガス供給装置から別の冷却ガスを供給してもよい。

乾燥エアの供給に用いられるフィルタ１２は、例えば、乾燥エア中の不純物を取り除くためのガスフィルタであり、例えば、ろ過精度（「ろ過度」ともいう）が０．０３μｍ以下のガスフィルタを用いることができる。フィルタ１２としては、ろ過精度が０．０１μｍ以下のガスフィルタを用いてもよい。乾燥エアの中には０．０１μｍオーダーの異物が多いため、フィルタ１２のろ過精度を０．０３μｍ以下とすることで、不純物等が衝突することによる光ファイバ裸線Ｆｂの断線頻度を半分程度に低減することができる。使用するフィルタ１２のろ過精度を０．０１μｍ以下とすることで、その断線頻度を更に低減することができる。ここでいう「ろ過精度」は、該当する大きさの粒子（例えば、ろ過精度が０．０１μｍの場合、０．０１μｍ以上の粒子）の捕集効率が９９．９９％以上であることを意味する。また、乾燥エアの流量調整を行うための開閉バルブ１３は、例えば、金属摺動部を有しないバルブ（調整弁）であり、摺動に伴う発塵（金属粉）の発生が抑制されている。このような開閉バルブ１３としては、例えば、エアオペレートバルブを用いることができる。エアオペレートバルブの開閉制御には、ソレノイドバルブを用いてもよい。下流に配置されているフィルタ１２での集塵能力が十分である場合には、開閉バルブ１３、ソレノイドバルブであってもよい。

ガス供給装置１０は、ガス供給源１０ａ、乾燥機１０ｂ、及び露点計１０ｃを有する。ガス供給源１０ａからは、所定の圧力で気体が供給される。この気体は、例えば空気であるが、窒素であってもよい。乾燥機１０ｂは、ガス供給源１０ａから供給された気体を乾燥させることで、乾燥エアを生成する。乾燥機１０ｂによる乾燥により、ガス供給源１０ａから供給された乾燥エアに含まれる水蒸気の含有量が低減され、これにより、乾燥エアの露点が下げられる。より具体的には、乾燥エアの露点が０℃以下となるように、乾燥機１０ｂにより乾燥される。水蒸気の低減は、例えば水蒸気の蒸発または吸着により行ってもよい。なお、「露点」とは、水蒸気を含む気体を冷却したときに、水蒸気から水への凝縮が始まる温度を意味し、露点が０℃以下である場合、水蒸気を含むガスを露点まで冷却すると、水蒸気から水への凝縮と、水から氷への凝固とが始まる。なお、ここで使用される乾燥エアは、露点が－１０℃以下となるように乾燥機１０ｂにより乾燥されてもよく、露点が－２０℃以下となるように乾燥機１０ｂにより乾燥されてもよい。

ガス供給装置１０の露点計１０ｃは、乾燥機１０ｂによって乾燥された乾燥エアの露点を測定する。乾燥エアは、露点計１０ｃで測定される露点が予め設定された露点である０℃以下となるまで乾燥機１０ｂにより乾燥される。つまり、ガス供給装置１０は、制御装置１１の制御により、冷却装置３の非接触ガイド２０等に供給する乾燥エアの露点が０℃以下となるように管理する。露点管理された乾燥エアは、上述したように、フィルタ１２を介して、冷却装置３（非接触ガイド２０等）に供給され、冷却装置３内の内部空間Ｓは、露点管理された乾燥エアで充填される。

制御装置１１は、上述したように、ガス供給装置１０を制御する装置である。制御装置１１は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリなどの記憶媒体、及び、入出力インターフェイス等を備えて構成される。制御装置１１は、ガス供給装置１０から供給される乾燥エアが露点計１０ｃによる測定で所定の露点である０℃以下となるように、ガス供給源１０ａから供給される気体の流量及び乾燥機１０ｂによる気体の乾燥等を制御する。

次に、図２及び図３を参照して、非接触ローラの一例である非接触ガイド２０の構造について説明する。図２は、非接触ガイド２０を示す斜視図である。図３は、図２の隙間８０近傍の拡大図である。

非接触ガイド２０は、光ファイバ裸線Ｆｂの移動方向を非接触の状態で変更する部材である。非接触ガイド２０は、平面視において円形状を有している。非接触ガイド２０は、図２に示すように、第１フランジ３０と第２フランジ７０との間に隙間８０を有している。隙間８０は、非接触ガイド２０の外周に沿って環状に設けられている。隙間８０には、光ファイバ裸線Ｆｂが通される。隙間８０からは、非接触ガイド２０の内部に導入された乾燥エアが径方向の外側に向かって吹き出されている。吹き出された乾燥エアは、隙間８０に通された光ファイバ裸線Ｆｂに吹き付けられる。光ファイバ裸線Ｆｂは、乾燥エアが吹き付けられることにより浮遊し、第１フランジ３０及び第２フランジ７０と接触しないようになっている。また、光ファイバ裸線Ｆｂは、上述したように、この乾燥エアが吹き付けられることにより、冷却される。なお、非接触ガイド２０では、第２フランジ７０は、第１フランジ３０に対して移動可能に構成されており、両者の間の隙間８０の幅を調整することができる。

続いて、図３及び図４を参照して、隙間８０に光ファイバ裸線Ｆｂを通した際の非接触ガイド２０の構成について説明する。図４は、非接触ガイド２０を図２に示すＩＶ－ＩＶ線に沿って切断した際の断面図である。第１フランジ３０及び第２フランジ７０は、図３に示すように、第１フランジ３０の外縁部と第２フランジ７０の外縁部との間に隙間８０が設けられるように内部部材４０に取り付けられる。本実施形態においては、第１フランジ３０の周壁部３２の外周面３２ａと第２フランジ７０の周壁部７２の外周面７２ａとの間に隙間８０が設けられる。

隙間８０は、図４に示すように、非接触ガイド２０の周方向に沿って中心軸Ｃを囲むように設けられている。隙間８０には、光ファイバ裸線Ｆｂが通される。具体的には、光ファイバ裸線Ｆｂは、入線部８１から隙間８０に入り、隙間８０に沿って移動した後、出線部８２から外部へ出る。図４に示す例では、光ファイバ裸線Ｆｂは、隙間８０のおよそ２分の１の領域を移動する。すなわち、非接触ガイド２０によって光ファイバ裸線Ｆｂの移動方向が約１８０°変更される。上述した入線部８１及び出線部８２の位置は、光ファイバ裸線Ｆｂの移動方向の変更量によって定まる。本実施形態においては、上述のように光ファイバ裸線Ｆｂの移動方向を約１８０°変更する。そのため、出線部８２は、隙間８０のおよそ周方向の２分の１の長さだけ入線部８１からずれた位置に設定される。例えば、光ファイバ裸線Ｆｂの移動方向を約９０°変更する場合、出線部８２は、隙間８０のおよそ周方向の４分の１の長さだけ入線部８１からずれた位置（図４における隙間８０の最上部）に設定されてもよい。

隙間８０は、図３及び図４に示すように、バッファ溝５１及び噴出口４７と空間的に接続されている。これにより、噴出口４７から噴出された乾燥エアは、バッファ溝５１を通って隙間８０から非接触ガイド２０の外部へと吹き出す。隙間８０から吹き出された乾燥エアは、隙間８０に通された光ファイバ裸線Ｆｂに吹き付けられる。乾燥エアの風圧により、第１フランジ３０の外周面３２ａ及び第２フランジ７０の外周面７２ａから光ファイバ裸線Ｆｂが浮いた状態が維持される。すなわち、光ファイバ裸線Ｆｂは、隙間８０において浮遊した状態となる。

隙間８０から吹き出される乾燥エアの圧力（吹出圧）は、非接触ガイド２０内の気体流路（不図示）に供給される乾燥エアの圧力（入口圧）、隙間８０の幅Ｗ等の要素に応じて変化し、非接触ガイド２０の巻き付け径Ｄ１等の要素にも影響を受ける。ここで巻き付き径Ｄ１とは、隙間８０の全周に亘って光ファイバ裸線Ｆｂを通した際に、光ファイバ裸線Ｆｂによって形成される円（図４において実線及び破線で示す円Ｂ）の直径をいう。吹出圧は、光ファイバ裸線Ｆｂの張力、又は光ファイバ裸線Ｆｂの径等に応じて上記各要素を調整することにより最適化される。

一般に、光ファイバ裸線Ｆｂの線速（移動速度）を上昇させている過程では光ファイバ裸線Ｆｂにかかる張力が小さく、吹き付けられる乾燥エアの圧力が大きいと光ファイバ裸線Ｆｂが共振し、非接触ガイド２０に接触してしまう。そのため、光ファイバ裸線Ｆｂの線速を上昇させている過程では吹出圧を小さくする。一方、線速が安定した状態では光ファイバ裸線Ｆｂの張力が高く維持されるので吹出圧を大きくする。吹出圧を大きくする方法としては、例えば、入口圧を大きくする、隙間８０の幅Ｗを小さくする、という方法を採用することができる。

例えば直径１２５μｍの光ファイバ裸線Ｆｂを浮遊させる場合、入口圧を５０ｋＰａ以上２００ｋＰａ以下、隙間８０の幅Ｗを約０．２ｍｍ、にそれぞれ設定してもよい。このとき、１つの非接触ガイド２０の隙間８０から吹き出されるエアの流量は、３０Ｌ／分以上１５０Ｌ／分以下であってもよい。

吹出圧を適切な大きさに調整する際には、まず一定流量の乾燥エアを流した状態において、入口圧が所定の値（例えば２００ｋＰａ）になるまで隙間８０の幅Ｗを小さくする。このとき、例えば第２フランジ７０を第１フランジ３０に向かって近づけることにより隙間８０の幅Ｗを小さくしてもよい。その後、吹出圧が最適な大きさ（光ファイバ裸線Ｆｂが適切に浮遊する大きさ）になるまで隙間８０の幅Ｗを徐々に大きくする。このとき、例えば第２フランジ７０を第１フランジ３０から離間させることにより隙間８０の幅Ｗを大きくしてもよい。この吹出圧の調整作業は、図１に示す各非接触ガイド２０に対して行われてもよい。また、調整作業は、光ファイバ素線Ｆｃの製造工程において任意のタイミングで行われてもよい。

非接触ガイド２０は、図４に示すように、封止部材６８を有する。説明の便宜上、図４以外の図においては封止部材６８の図示を省略している。封止部材６８は、複数の噴出口４７のうち少なくとも一つを封止し、噴出口４７における乾燥エアの通過を妨げる。封止部材６８は、例えば樹脂等の弾性を有する材料から構成されてもよい。封止部材６８は、細長い形状を有しており、噴出口４７を塞ぐようにバッファ溝５１の一部の領域に嵌め込まれる。本実施形態においては、バッファ溝５１のおよそ半分の領域に封止部材６８が嵌め込まれている。封止部材６８によって噴出口４７が封止された一部のエア流路４６には乾燥エアが流れ込まず、噴出口４７が封止されていない他のエア流路４６に乾燥エアが流れ込む。

中心軸Ｃから非接触ガイド２０の外周に向かう方向（非接触ガイド２０の径方向）において、封止部材６８の大部分は、隙間８０に通される光ファイバ裸線Ｆｂと重ならないように設けられる。図４に示す例では、封止部材６８のうち両端部を除いた部分は、隙間８０に通された光ファイバ裸線Ｆｂと周方向位置が重ならないように設けられている。また、封止部材６８の両端部と、光ファイバ裸線Ｆｂとの間にはバッファ溝５１内部の乾燥エアが流れ出る一対のエア逃げ部８４が設けられている。エア逃げ部８４からバッファ溝５１に溜まった乾燥エアがスムーズに流れ出ることにより、隙間８０から過度に高圧の乾燥エアが吹き出さず、光ファイバ裸線Ｆｂを安定した状態で浮遊させることが可能となる。封止部材６８の形状は上述したものに限られない。本実施形態においては、複数の噴出口４７が、連続した１本の封止部材６８によって封止されているが、例えば各々分離した複数の封止部材６８によって複数の噴出口４７がそれぞれ封止されていてもよい。

ここで、図１を参照して、上述した光ファイバの製造装置１を用いて光ファイバを製造する方法について説明する。まず、線引き炉２を用いて光ファイバ母材Ｆａを溶融して、巻取部８により溶融した光ファイバ素線Ｆｃを巻き取ることで、線引きを開始する。この際、線引き予定の光ファイバ裸線Ｆｂは、各非接触ガイド２０で進行方向が変更されるように配置される。

続いて、光ファイバ母材Ｆａから線引きされた光ファイバ裸線Ｆｂの進行方向を各非接触ガイド２０により変更しつつ、各非接触ガイド２０の内側から光ファイバ裸線Ｆｂに向けて噴出される乾燥エアにより、光ファイバ裸線Ｆｂを冷却する。この乾燥エアは、上述したように、ガス供給装置１０及び制御装置１１により、露点が０℃以下に管理された乾燥エアである。また、この露点調整された乾燥エアは、ガス供給装置１０から開閉バルブ１３及びフィルタ１２を介して、各非接触ガイド２０に供給される。

続いて、十分に冷却された光ファイバ裸線Ｆｂは冷却装置３から出て、コーティング部４で所定の樹脂を被覆する。その後、硬化部５で被覆樹脂が硬化され、光ファイバ素線Ｆｃとして、巻取部８により巻き取られる。

以上、本実施形態に係る光ファイバの製造方法及び製造装置によれば、光ファイバ裸線Ｆｂの進行方向を非接触で変更する非接触ガイド２０の内側から光ファイバ裸線Ｆｂに向けて乾燥エアが噴出される。この場合、光ファイバ裸線Ｆｂに近い領域において光ファイバ裸線Ｆｂに直接乾燥エアを吹き付けることになるため、光ファイバ裸線Ｆｂを効率的に冷却することができる。また、乾燥エアを噴出することで光ファイバ裸線に触れずに方向変更させる非接触ガイド２０には、光ファイバ裸線Ｆｂを受けてガイドする部分（例えば隙間８０）があり、光ファイバ裸線Ｆｂの進行方向が変更される際、噴出する乾燥エアは、非接触ガイド２０に沿う部分全体で、その狭い隙間８０から広い領域に急激に解放されることになる。この際、断熱膨張の影響により局所的な温度低下が生じ、乾燥エアの結露が起こり、当該結露が光ファイバ裸線Ｆｂに接触して断線を生じさせてしまう虞がある。しかしながら、上記実施形態に係る製造方法では、乾燥エアの露点が０℃以下になるように管理されているため、かかる結露の発生が防止される。よって、この製造方法によれば、結露による光ファイバ裸線の断線を生じさせることなく、光ファイバ裸線を非接触ガイド２０等により効率的に冷却することが可能となる。

また、上記実施形態では、光ファイバ裸線Ｆｂを冷却する際、ろ過精度が０．０３μｍ以下のフィルタ１２を介して乾燥エアを非接触ガイド２０に供給している。この場合、非接触ガイド２０から光ファイバ裸線Ｆｂに直接吹き付けられる乾燥エアから不純物等が除去されていることから、乾燥エアに含まれる不純物等が衝突することによる光ファイバ裸線Ｆｂの断線を防止することができる。これにより、光ファイバ裸線の断線を生じさせることなく、光ファイバ裸線を効率的に冷却することが可能となる。

また、上記実施形態では、金属摺動部を有しない開閉バルブ１３により、非接触ガイド２０に供給される乾燥エアの供給量が調整されている。この場合、非接触ガイド２０への乾燥エアの供給量を調整する開閉バルブからの発塵（金属粉等）を低減して、発塵による光ファイバ裸線の断線を防止することができる。

１…製造装置
２…線引き炉（溶融装置）
３…冷却装置
４…コーティング部（被覆装置）
５…硬化部
６…直下ローラ
７…牽引ローラ
８…巻取部
１０…ガス供給装置
１０ａ…ガス供給源
１０ｂ…乾燥機
１０ｃ…露点計
１１…制御装置
１２…フィルタ
１３…開閉バルブ
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇ…エアガイド（非接触ガイド）
３０…第１フランジ
３２、７２…周壁部
３２ａ、７２ａ…外周面
４０…内部部材
４６…エア流路
４７…噴出口
５１…バッファ溝
６８…封止部材
７０…第２フランジ
８０…隙間
８１…入線部
８２…出線部
８４…エア逃げ部
Ｆａ…光ファイバ母材
Ｆｂ…光ファイバ裸線
Ｆｃ…光ファイバ素線
Ｓ…内部空間

Claims (6)

1. 光ファイバ母材を溶融して光ファイバ裸線を線引きする工程と、
   少なくとも１つの非接触ガイドにより前記光ファイバ裸線の進行方向を変更しつつ前記光ファイバ裸線を冷却する工程と、
   前記光ファイバ裸線に樹脂を被覆して光ファイバ素線を形成する工程と、
   を備え、
   前記冷却する工程では、前記非接触ガイドの内側から前記光ファイバ裸線に向けて気体が噴出され、前記気体は、露点が０℃以下に管理された乾燥エアである、
   光ファイバの製造方法。
2. 前記冷却する工程では、ろ過精度が０．０３μｍ以下のガスフィルタを介して前記乾燥エアを前記非接触ガイドに供給する、
   請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
3. 前記冷却する工程では、金属摺動部を有しない開閉バルブにより、前記非接触ガイドに供給される前記乾燥エアの供給量が調整される、
   請求項１または請求項２に記載の光ファイバの製造方法。
4. 光ファイバ母材から光ファイバ裸線を線引きするために前記光ファイバ母材を溶融する溶融装置と、
   前記光ファイバ裸線を冷却する冷却装置と、
   前記冷却装置に気体を供給する供給装置と、
   前記光ファイバ裸線を樹脂により被覆して光ファイバ素線を形成する被覆装置と、
   を備え、
   前記冷却装置は、前記光ファイバ裸線の進行方向を非接触で変更するように内側から外側に向けて前記気体が噴出するように構成された少なくとも３つの非接触ガイドを有し、
   前記供給装置から前記非接触ガイドに供給される前記気体は、露点が０℃以下に管理された乾燥エアである、
   光ファイバの製造装置。
5. 前記非接触ガイドと前記供給装置との間に配置されるフィルタを更に備え、
   前記フィルタは、ろ過精度が０．０３μｍ以下のガスフィルタである、
   請求項４に記載の光ファイバの製造装置。
6. 前記非接触ガイドと前記供給装置との間に配置され、前記非接触ガイドに供給する前記乾燥エアの供給量を調整する開閉バルブを更に備え、
   前記開閉バルブは、金属摺動部を有しない開閉バルブである、
   請求項４または請求項５に記載の光ファイバの製造装置。
   
   
   

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