JP4559139B2 - Optical fiber drawing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバ線引き装置に関し、把持している懸垂姿勢の光ファイバ母材の振動を小さくすることができるようにしたチャックを備えることにより、外径寸法変動が少ない品質の良い光ファイバを得ることができる光ファイバ線引き装置に関するものである。 The present invention relates to an optical fiber drawing device, and provides a high-quality optical fiber with little variation in outer diameter by providing a chuck capable of reducing vibration of a holding optical fiber preform in a suspended position. The present invention relates to an optical fiber drawing device that can be obtained.
懸垂姿勢の光ファイバ母材を線引き炉にて加熱溶融して光ファイバを製造するに際し、光ファイバ母材の振動を小さくすることが重要となっている。光ファイバ母材が振動すると、光ファイバの外径寸法の変動が大きくなり、線引きされた光ファイバの品質を低下させることになる。 In manufacturing an optical fiber by heating and melting an optical fiber preform in a suspended posture in a drawing furnace, it is important to reduce vibration of the optical fiber preform. When the optical fiber preform vibrates, the variation in the outer diameter of the optical fiber increases, and the quality of the drawn optical fiber is degraded.
このような光ファイバ母材の振動の問題を解決することを目的とした光ファイバ線引き装置(光ファイバ製造装置)として、例えば、特開2001−163631号公報に提案されているものがある。この光ファイバ線引き装置は、図6に示すように、光ファイバ母材81を線引き炉82において加熱・線引きして光ファイバ83を製造する光ファイバ線引き装置において、光ファイバ母材81の頭部を把持する把持器84と、把持器84を支持するベース85との間に、ピエゾアクチュエータ86を設け、把持器84に光ファイバ母材81の重量の偏りを検出する歪みゲージ87を設けている。制御装置(図示省略)は、歪みゲージ87から光ファイバ母材81の位置ずれを検出し、ピエゾアクチュエータ86を駆動して把持器84を変位させて光ファイバ母材81の傾きなどの位置ずれを修正するようにしている。このように、光ファイバ母材81の振動、曲がりなどを鉛直方向(線引き炉の中心線)に対する傾きとして検出し、その傾きを修正するようにしている。
As an optical fiber drawing device (optical fiber manufacturing device) for the purpose of solving such a problem of vibration of the optical fiber preform, for example, there is one proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-163631. As shown in FIG. 6, this optical fiber drawing apparatus is an optical fiber drawing apparatus that manufactures an
しかしながら、前述した光ファイバ線引き装置は、光ファイバ母材の振動、曲がりなどを鉛直方向に対する傾きとして検出して、その傾きを修正することで光ファイバ母材の姿勢を適切に調整できるものの、前記制御装置の構成が複雑であるという欠点があった。
そこで本発明の課題は、簡単な構成によって光ファイバ母材の振動を小さくすることができるようにしたチャックを備えることにより、外径寸法変動が少ない品質の良い光ファイバを得ることができる光ファイバ線引き装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical fiber that can provide a high-quality optical fiber with little variation in outer diameter dimension by providing a chuck that can reduce vibration of the optical fiber preform with a simple configuration. It is to provide a drawing apparatus.
前記の課題を解決するために、本願発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
請求項1の発明は、光ファイバ母材を懸垂保持するチャックと、前記光ファイバ母材を加熱溶融して光ファイバに線引きする線引き炉とを備えた光ファイバ線引き装置において、前記チャックは、複数のチャック部を備え、各チャック部が、前記光ファイバ母材に当接させる爪部材と、この爪部材を支持する爪支持部材と、前記爪部材と前記爪支持部材との間に挟まれて設けられ、粘弾性材料からなる制振部材と、前記爪部材、前記爪支持部材及び前記制振部材によって形成される硬質部材収容空間に収容され、光ファイバ母材を把持したときに前記制振部材が厚み方向に圧縮変形した状態で前記爪部材と前記爪支持部材とに当接する硬質部材とを有しており、前記チャック部同士の前記爪支持部材を支持して離反接近するように移動させることで前記チャック部同士の前記爪部材を開閉する開閉機構を備えていることを特徴とする光ファイバ線引き装置である。 The invention of claim 1 is an optical fiber drawing apparatus comprising: a chuck for hanging and holding an optical fiber preform; and a drawing furnace for heating and melting the optical fiber preform to draw an optical fiber. includes a chuck portion, the chuck portion comprises a pawl member to abut on the optical fiber preform, and the claw support member for supporting the claw member, is sandwiched between the pawl support member and the pawl member Provided in a hard member housing space formed by a vibration damping member made of a viscoelastic material and the claw member, the claw support member and the vibration damping member, and holding the optical fiber preform. It has a claw member and a hard member that contacts the claw support member in a state where the member is compressed and deformed in the thickness direction, and moves so as to separate and approach the claw support members between the chuck portions. Make Is an optical fiber drawing device according to claim which has a closing mechanism for opening and closing the claw members between the chuck portion between.
本発明の光ファイバ線引き装置は、複数のチャック部を有して光ファイバ母材を把持するチャックを備えており、前記チャック部が、光ファイバ母材に当接させる爪部材と、この爪部材を支持する爪支持部材と、前記爪部材と前記爪支持部材との間に挟まれて設けられ、粘弾性材料からなる制振部材と、前記爪部材、前記爪支持部材及び前記制振部材によって形成される硬質部材収容空間に収容され、光ファイバ母材を把持したときに前記制振部材が厚み方向に圧縮変形した状態で前記爪部材と前記爪支持部材とに当接する硬質部材とを有した構造とされている。 An optical fiber drawing device of the present invention includes a chuck having a plurality of chuck portions and gripping an optical fiber preform, and the chuck portion that makes contact with the optical fiber preform, and the claw member A nail support member for supporting the nail, a vibration damping member that is sandwiched between the nail member and the nail support member, and is made of a viscoelastic material, and the nail member, the nail support member, and the vibration suppression member. A hard member which is accommodated in the formed rigid member accommodating space and abuts against the claw member and the claw support member in a state where the vibration damping member is compressed and deformed in the thickness direction when the optical fiber preform is gripped. It is made the structure.
したがって、前記チャックにおいて、前記制振部材を備えることによる光ファイバ母材の柔支持と、前記硬質部材を備えることによる光ファイバ母材の剛結支持とを併用することにより、爪部材と爪支持部材間に制振部材のみを備えたものに比べて、光ファイバ母材を把持する力を高めることができる。さらに、光ファイバ母材の振動(母材の振り子振動や曲げ振動)に対して爪部材と爪支持部材との間で硬質部材が微小な転がり運動、あるいは微小な滑り運動をすることで、爪部材が制振部材の弾性変形範囲内で容易に微小揺動運動することが可能となり、光ファイバ母材に対して外部から入力される振動を絶縁することができる。また、発生してしまった光ファイバ母材の振り子振動などを、その振動エネルギーを制振部材によって吸収して速やかに減衰させることができる。よって、爪部材と爪支持部材との間に制振部材及び硬質部材を設けた構造という簡単な構成を有するチャックを備えることにより、把持している懸垂姿勢の光ファイバ母材の振動を小さくすることができ、これにより外径寸法変動が少ない品質の良い光ファイバを得ることができる。 Therefore, in the chuck, the nail member and the nail support can be obtained by using both the flexible support of the optical fiber preform by providing the damping member and the rigid support of the optical fiber preform by providing the hard member. Compared with a member having only a damping member between members, the force for gripping the optical fiber preform can be increased. Further, the hard member performs a minute rolling motion or a minute sliding motion between the claw member and the claw support member with respect to the vibration of the optical fiber base material (the pendulum vibration or bending vibration of the base material). The member can easily perform a minute swinging motion within the elastic deformation range of the damping member, and can insulate vibration input from the outside with respect to the optical fiber preform. Further, the pendulum vibration and the like of the optical fiber preform that has occurred can be quickly attenuated by absorbing the vibration energy by the damping member. Therefore, by providing a chuck having a simple structure in which a vibration damping member and a hard member are provided between the claw member and the claw support member, vibration of the optical fiber preform in a suspended posture is reduced. Therefore, it is possible to obtain a high-quality optical fiber with little variation in the outer diameter.
図1は本発明の一実施形態による光ファイバ線引き装置の全体構成を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an optical fiber drawing apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、光ファイバ線引き装置は、光ファイバ母材1の細径円柱状をなす支持部1bを把持してこの光ファイバ母材1を懸垂保持するチャック20’と、ヒータ3aを有し、光ファイバ母材1を加熱溶融して光ファイバ2に線引きする線引き炉3と、チャック20’が連結され、線引き炉3の中心線(線引き炉軸心線)に光ファイバ母材先端1aを位置決めするための水平2軸位置決XYステージ6と、この水平2軸位置決めXYステージ6が連結された昇降用ブラケット5を有し、前記XYステージ6及びチャック20’を介して光ファイバ母材1を昇降させる昇降装置4とを備えている。
As shown in FIG. 1, the optical fiber drawing apparatus includes a
また、光ファイバ線引き装置は、線引き炉3の下方に、線引きされた光ファイバ2について、その外径と水平2軸方向における位置を測定する外径・位置測定器7を備えている。この外径・位置測定器7の中心線と線引き炉3の中心線とが一致するように芯出しされている。この外径・位置測定器7の中心線に線引きされた光ファイバ2が位置するように、水平2軸位置決めXYステージ6によって光ファイバ母材1を動かして位置決め制御を行うようになっている。8はコントローラで、外径・位置測定器7からの測定出力に基づいて水平2軸位置決めXYステージ6を動かす2軸位置決め指令を与えるものである。
In addition, the optical fiber drawing apparatus includes an outer diameter / position measuring device 7 that measures the outer diameter of the drawn optical fiber 2 and the position in the two horizontal axes, below the drawing furnace 3. Centering is performed so that the center line of the outer diameter / position measuring device 7 and the center line of the drawing furnace 3 coincide. Positioning control is performed by moving the optical fiber preform 1 by the horizontal biaxial
また、光ファイバ線引き装置は、線引き炉3の下方に位置し、線引きされた光ファイバ2に保護樹脂を被覆する被覆装置9と、この被覆された保護樹脂を硬化させるための硬化装置10と、この硬化装置10の下流側に位置し、線引き被覆された光ファイバを、ガイドローラ11及びキャプスタン12を介して引き取って巻き取る巻取り装置13とを備えている。
The optical fiber drawing device is positioned below the drawing furnace 3, and a coating device 9 for coating the drawn optical fiber 2 with a protective resin, and a
図2は参考例によるチャックの構成を示す平面図、図3は図2におけるチャック部の正面図である。 FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the chuck according to the reference example , and FIG. 3 is a front view of the chuck portion in FIG.
チャック20は、図2と図3に示すように、2つのチャック部21A,21Bと、これらのチャック部21A,21Bを移動させて開閉するための開閉機構26とを備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
チャック部21Aは、矩形形状の鋼製の爪部材22Aとこの爪部材22Aを支持するL字形状の鋼製の爪支持部材23Aとの間に、L字形状をなす制振部材24Aを設け、この実施形態では接着接合により、爪部材22A、制振部材24A及び爪支持部材23Aを一体化した構造をなしている。他方のチャック部21Bは、チャック部21Aと同一形状であり、鋼製の爪部材22Bとこの爪部材22Bを支持する鋼製の爪支持部材23Bとの間に制振部材24Bを設け、接着接合により、爪部材22B、制振部材24B及び爪支持部材23Bを一体化した構造をなしている。同一形状の爪部材22A,22Bは、開閉方向(図2における左右方向)の中心軸をとおる垂直面に対して等しい角度、この実施形態では45°の2つの垂直面によって形成される角度90度のV溝状の保持面22Aa,22Baを有している。
The
制振部材24A,24Bの材質は、粘弾性材料であり、例えば、天然ゴム、合成ゴム、エチレン系重合体、シリコーンゲル、シリコーンゴムなど樹脂材料があげられる。
The material of the
前記開閉機構26について説明する。チャック部21A,21Bは、それぞれ、その爪支持部材23A,23Bに取り付けられたナット27,28により、爪部材22A,22Bの保持面22Aa,22Baが垂直面となるように支持されている。ナット27,28は、開閉用送りねじ軸29に噛み合っている。開閉用送りねじ軸29は、中央部でねじの方向が反転しており、一方が左ねじ、他方が右ねじで同一の送りピッチとなっている。開閉用送りねじ軸29の左ねじにはチャック部21Aの爪支持部材23Aに取り付けられたナット27が噛み合い、開閉用送りねじ軸29の右ねじにはチャック部21Bの爪支持部材23Bに取り付けられたナット28が噛み合っている。
The opening /
そして、開閉用送りねじ軸29は、軸受31,32が設けられたブラケット33に該軸受31,32によって回転自在に支持されている。ブラケット33は、この実施形態では光ファイバ線引き装置の水平2軸位置決XYステージ6に固定されるようになっている。 また、ブラケット33に支持された開閉用送りねじ軸29の一端にはハンドル30が取り付けられている。光ファイバ母材1を把持する際には、このハンドル30を一定方向に回転し、爪部材22A,22Bを光ファイバ母材1の支持部1bの外径より広い間隔に移動させ、爪部材22A,22B間に光ファイバ母材1の支持部1bを挿入する。次いで、ハンドル30を反対方向に回転し、爪部材22A,22Bをその間隔を狭める方向に移動させ、保持面22Aa,22Baで光ファイバ母材1の支持部1bを把持して、光ファイバ母材1を懸垂姿勢にて保持する。前記ナット27,28、開閉用送りねじ軸29、ハンドル30、軸受31,32及びブラケット33は、チャック部21A,21B同士の爪支持部材23A,23Bを支持して互いに離反接近するように移動させることでチャック部21A,21B同士の爪部材22A,22Bを開閉する開閉機構26を構成している。なお、開閉機構として、一方の例えば爪支持部材23Aが固定されており、該爪支持部材23Aに対して他方の爪支持部材23Bが離反接近するように構成したものでもよい。
The open / close
このように、チャック部21A,21Bを有して光ファイバ母材1を把持する参考例によるチャック20は、前記チャック部21A,21Bが、光ファイバ母材1に当接させる爪部材22A,22Bとこの爪部材22A,22Bを支持する爪支持部材23A,23Bとの間に粘弾性材料からなる制振部材24A,24Bを設けた構造とされている。したがって、チャック20において、光ファイバ母材1に対して外部から開閉機構26を通じて入力される振動を制振部材24A,24Bによって絶縁することができるとともに、発生してしまった光ファイバ母材1の振動(母材の振り子振動や曲げ振動)を制振部材24A,24Bの制振効果により速やかに減衰させることができる。
Thus, the
よって、爪部材22A,22Bと爪支持部材23A,23Bとの間に粘弾性材料からなる制振部材24A,24Bを設けた構造という簡単な構成を有するチャック20を備えることにより、把持している懸垂姿勢の光ファイバ母材1の振動を小さくすることができ、これにより外径寸法変動が少ない品質の良い光ファイバ2を得ることができる。また、弾性の性質をも持つ制振部材24A,24Bの存在によって光ファイバ母材1を柔支持することで、光ファイバ母材1が重力により自動的に鉛直度が得られるので、剛結支持方式と比較して光ファイバ母材取り付けの芯出しを容易に行うことができる。
Accordingly, the
図4は図1におけるチャックの構成を示す平面図、図5は図4におけるチャック部の正面図である。ここで、この実施形態において、前記図2,図3に示す参考例によるチャックと同一部分には前記図2,図3と同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について説明する。 4 is a plan view showing the configuration of the chuck in FIG. 1 , and FIG. 5 is a front view of the chuck portion in FIG. Here, in this embodiment, the same parts as those of the chuck according to the reference example shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.
チャック20’は、図4と図5に示すように、2つのチャック部21A’,21B’と、開閉機構26とを備えている。チャック部21A’は、爪部材22Aと爪支持部材23Aとの間に制振部材24A’,24A’を設け、この実施形態では接着接合により、爪部材22A、制振部材24A’,24A’及び爪支持部材23Aを一体化した構造をなすとともに、2つの制振部材24A’,24A’の上下方向における隙間に所定の外径寸法を有する硬質部材としての硬質球体25Aを配設してなるものである。他方のチャック部21B’は、チャック部21A’と同一形状であり、爪部材22Bと爪支持部材23Bとの間に制振部材24B’,24B’を設けて一体化した構造をなすとともに、2つの制振部材24B’,24B’の上下方向における隙間に所定の外径寸法を有する硬質部材としての硬質球体25Bを配設してなるものである。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
前記硬質球体25A,25Bの材質は、金属やセラミックスなど高剛性な材料であり、例えば、軸受鋼である。なお、硬質部材としては、前記硬質球体の他に、硬質ころ体、硬質楕円体などをあげることができる。
The material of the
チャック部21A’の硬質球体25Aは、制振部材24A’,24A’の厚みよりもわずかに小さい外径寸法を有し、爪部材22A,22Bにより光ファイバ母材1の支持部1bを把持したとき、制振部材24A’,24A’が厚み方向に圧縮変形した状態で、爪部材22Aと爪支持部材23Aとに当接するようになっている。同様に、チャック部21B’の硬質球体25Bは、制振部材24B’,24B’の厚みよりもわずかに小さい外径寸法を有し、爪部材22A,22Bにより光ファイバ母材1の支持部1bを把持したとき、制振部材24B’,24B’が厚み方向に圧縮変形した状態で、爪部材22Bと爪支持部材23Bとに当接するようになっている。
The
このように、チャック20’は、そのチャック部21A’,21B’が、爪部材22A,22Bと爪支持部材23A,23Bとの間に粘弾性材料からなる制振部材24A’,24B’を設け、さらに、光ファイバ母材1を把持したとき、制振部材24A’,24B’が厚み方向に圧縮変形した状態で、爪部材22A,22Bと爪支持部材23A,23Bとに硬質球体25A,25Bが当接するように構成されている。したがって、このチャック20’において、制振部材24A’,24B’を備えることによる光ファイバ母材1の柔支持と、硬質球体25A,25Bを備えることによる光ファイバ母材1の剛結支持とを併用することにより、爪部材と爪支持部材間に制振部材のみを備えたものに比べて、光ファイバ母材1を把持する力を高めることができる。また、振動に対して爪部材22A,22Bと爪支持部材23A,23Bとの間で硬質球体25A,25Bが微小な転がり運動、あるいは微小な滑り運動をすることで、爪部材22A,22Bが制振部材24A’,24B’の弾性変形範囲内で容易に微小揺動運動することが可能となり、光ファイバ母材1に対して外部から入力される振動を絶縁することができるとともに、発生してしまった光ファイバ母材1の振り子振動などを速やかに減衰させることができる。
As described above, the chuck 20 'has
よって、爪部材22A,22Bと爪支持部材23A,23Bとの間に制振部材24A’,24B’及び硬質球体25A,25Bを設けた構造という簡単な構成を有するチャック20’を備えた光ファイバ線引き装置では、チャック20’により、把持している懸垂姿勢の光ファイバ母材1の振動を小さくすることができ、これにより外径寸法変動が少ない品質の良い光ファイバ2を得ることができる。
Therefore, an optical fiber provided with a chuck 20 'having a simple structure in which
なお、本発明に係るチャックは、前記チャック20’では、2つのチャック部を備えたものについて説明したが、これに限定されず、例えば、120°ピッチにて3つのチャック部を備えたもの、あるいは4つ以上のチャック部を備えたものであってもよい。
The chuck according to the present invention has been described with respect to the
1…光ファイバ母材
1b…光ファイバ母材の支持部
3…線引き炉
4…昇降装置
5…昇降用ブラケット
6…水平2軸位置決XYステージ
20,20’…チャック
21A,21B…チャック部、
21A’、21B’ …チャック部、
22A,22B…爪部材、
22Aa,22Ba…保持面
23A,23B…爪支持部材
24A,24B…制振部材
24A’,24B’…制振部材
25A,25B…硬質球体
26…開閉機構
27,28…ナット
29…開閉用送りねじ軸
30…ハンドル
31,32…軸受
33…ブラケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
21A ', 21B' ... chuck part,
22A, 22B ... Claw member,
22Aa, 22Ba ... Holding surface
23A, 23B ...
Claims (1)
前記チャックは、複数のチャック部を備え、各チャック部が、前記光ファイバ母材に当接させる爪部材と、この爪部材を支持する爪支持部材と、前記爪部材と前記爪支持部材との間に挟まれて設けられ、粘弾性材料からなる制振部材と、前記爪部材、前記爪支持部材及び前記制振部材によって形成される硬質部材収容空間に収容され、光ファイバ母材を把持したときに前記制振部材が厚み方向に圧縮変形した状態で前記爪部材と前記爪支持部材とに当接する硬質部材とを有しており、前記チャック部同士の前記爪支持部材を支持して離反接近するように移動させることで前記チャック部同士の前記爪部材を開閉する開閉機構を備えていることを特徴とする光ファイバ線引き装置。 In an optical fiber drawing apparatus comprising: a chuck for holding an optical fiber preform suspended; and a drawing furnace for heating and melting the optical fiber preform to draw an optical fiber;
The chuck includes a plurality of chuck portions, and each chuck portion includes a claw member that contacts the optical fiber preform, a claw support member that supports the claw member, and the claw member and the claw support member. A vibration damping member made of a viscoelastic material and a hard member housing space formed by the claw member, the claw support member, and the vibration damping member, sandwiched between them, and grips the optical fiber preform Sometimes the vibration damping member has a hard member that contacts the claw member and the claw support member in a state where the vibration damping member is compressed and deformed in the thickness direction, and supports the claw support member between the chuck portions to separate. optical fiber drawing apparatus characterized by comprising a closing mechanism for opening and closing the claw members between the chuck portion by moving to approach.
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