JP6291727B2 - ガラスファイバの製造装置および製造方法 - Google Patents
ガラスファイバの製造装置および製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6291727B2 JP6291727B2 JP2013113753A JP2013113753A JP6291727B2 JP 6291727 B2 JP6291727 B2 JP 6291727B2 JP 2013113753 A JP2013113753 A JP 2013113753A JP 2013113753 A JP2013113753 A JP 2013113753A JP 6291727 B2 JP6291727 B2 JP 6291727B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass fiber
- cooling
- cooling pipe
- drawing direction
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 title claims description 127
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 30
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 176
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 79
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 79
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 15
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 5
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 5
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
- C03B37/02718—Thermal treatment of the fibre during the drawing process, e.g. cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/55—Cooling or annealing the drawn fibre prior to coating using a series of coolers or heaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Description
本発明は、ガラス母材からガラスファイバを線引きして製造するガラス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、コアとクラッドとを有するガラスファイバに樹脂を被覆した構成のものが知られている。この光ファイバを構成するガラスファイバは、石英等の材料で製造されたガラス母材の下端側を加熱して軟化させ、この軟化させた部分を引き伸ばして細径化することで製造される。引き伸ばされた後の高温のガラスファイバは、ヘリウム等の冷却ガスが供給される筒状の冷却装置に通されることで樹脂の被覆前に強制的に冷却される（例えば、特許文献１参照）。
ガラス母材の下端部から樹脂を被覆する被覆装置までの区間では、線引きされたガラスファイバが支持されていないので、ガラスファイバが振動する線振れと呼ばれる現象が生じる場合がある。この線振れによって、ガラスファイバが冷却装置における挿通路の内面に接触して断線するおそれがある。一方、冷却装置におけるガラスファイバの冷却効率は、ガラスファイバが通される挿通路の内面とガラスファイバとの距離や冷却ガスの流量などによって決まる。ガラスファイバの接触による断線を防ぐために、冷却装置における挿通路の内径を大きくすると、ガラスファイバの冷却効率が低下してしまう。このように、ガラスファイバの断線を防ぐことを考慮すると、冷却装置による冷却効率を上げることが困難であった。
本発明は、ガラスファイバが冷却装置に接触して断線する不具合の発生を防止しつつ、良好な冷却効率でガラスファイバを冷却することが可能なガラスファイバの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
本発明のガラスファイバの製造装置は、
ガラス母材を加熱して軟化させる加熱炉と、
前記加熱炉で軟化された前記ガラス母材から線引きされたガラスファイバを冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、線引き方向へ進行する前記ガラスファイバを通過させる挿通路を内部に有するとともに前記挿通路内に冷却ガスが供給される筒状の冷却管を有し、
前記冷却管は、前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記線引き方向の下流側に向かうほど小さい。
ガラス母材を加熱して軟化させる加熱炉と、
前記加熱炉で軟化された前記ガラス母材から線引きされたガラスファイバを冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、線引き方向へ進行する前記ガラスファイバを通過させる挿通路を内部に有するとともに前記挿通路内に冷却ガスが供給される筒状の冷却管を有し、
前記冷却管は、前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記線引き方向の下流側に向かうほど小さい。
本発明のガラスファイバの製造方法は、
加熱して軟化させたガラス母材からガラスファイバを線引きし、線引き方向へ進行する前記ガラスファイバを、冷却ガスが供給される挿通路を内部に有する冷却管の前記挿通路に通過させて冷却する工程で、
前記冷却管の前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離を、前記線引き方向の下流側に向かうほど小さくしている。
加熱して軟化させたガラス母材からガラスファイバを線引きし、線引き方向へ進行する前記ガラスファイバを、冷却ガスが供給される挿通路を内部に有する冷却管の前記挿通路に通過させて冷却する工程で、
前記冷却管の前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離を、前記線引き方向の下流側に向かうほど小さくしている。
本発明によれば、ガラスファイバが冷却装置に接触して断線する不具合の発生を防止しつつ、良好な冷却効率でガラスファイバを冷却することができる。
〈本発明の実施形態の概要〉
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
本発明にかかるガラスファイバの製造装置の一実施形態は、
（１）ガラス母材を加熱して軟化させる加熱炉と、
前記加熱炉で軟化された前記ガラス母材から線引きされたガラスファイバを冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、線引き方向へ進行する前記ガラスファイバを通過させる挿通路を内部に有するとともに前記挿通路内に冷却ガスが供給される筒状の冷却管を有し、
前記冷却管は、前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記線引き方向の下流側に向かうほど小さい。
（１）の構成によれば、冷却管の挿通路の内面とガラスファイバとの線引き方向に直交する距離が、線引き方向の下流側に向かうほど小さい。一般的にガラスファイバの線振れは一次モードの振動となるため、固定点の中間部で最大となる。つまり、通常の装置の配置を考えると、冷却装置の上部ほど線振れが大きくなるため、挿通路の内面とガラスファイバとの距離を上部ほど大きく取ることで、ガラスファイバの線振れが大きい箇所での挿通路の内面とガラスファイバとの接触を防ぐことができる。また、ガラスファイバにより冷却ガスが下流側に牽引されるので、挿通路の内面とガラスファイバとの距離が小さい下流側の冷却ガス濃度が高くなって、冷却効率がさらに向上する。これにより、ガラスファイバが冷却装置に接触して断線する不具合の発生を防止しつつ、良好な冷却効率でガラスファイバを冷却することができる。したがって、高品質なガラスファイバを歩留まりよく製造することができる。
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
本発明にかかるガラスファイバの製造装置の一実施形態は、
（１）ガラス母材を加熱して軟化させる加熱炉と、
前記加熱炉で軟化された前記ガラス母材から線引きされたガラスファイバを冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、線引き方向へ進行する前記ガラスファイバを通過させる挿通路を内部に有するとともに前記挿通路内に冷却ガスが供給される筒状の冷却管を有し、
前記冷却管は、前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記線引き方向の下流側に向かうほど小さい。
（１）の構成によれば、冷却管の挿通路の内面とガラスファイバとの線引き方向に直交する距離が、線引き方向の下流側に向かうほど小さい。一般的にガラスファイバの線振れは一次モードの振動となるため、固定点の中間部で最大となる。つまり、通常の装置の配置を考えると、冷却装置の上部ほど線振れが大きくなるため、挿通路の内面とガラスファイバとの距離を上部ほど大きく取ることで、ガラスファイバの線振れが大きい箇所での挿通路の内面とガラスファイバとの接触を防ぐことができる。また、ガラスファイバにより冷却ガスが下流側に牽引されるので、挿通路の内面とガラスファイバとの距離が小さい下流側の冷却ガス濃度が高くなって、冷却効率がさらに向上する。これにより、ガラスファイバが冷却装置に接触して断線する不具合の発生を防止しつつ、良好な冷却効率でガラスファイバを冷却することができる。したがって、高品質なガラスファイバを歩留まりよく製造することができる。
（２）前記冷却管は、前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記冷却管の入口部で最も大きく、前記冷却管の出口部で最も小さい構成としてもよい。
（２）の構成によれば、冷却管の入口部を最も大きく、出口部を最も小さくしているため、入口部側でのガラスファイバの挿通路の内面との接触をさらに防ぎやすく、また、冷却効率をさらに向上させやすい。
（２）の構成によれば、冷却管の入口部を最も大きく、出口部を最も小さくしているため、入口部側でのガラスファイバの挿通路の内面との接触をさらに防ぎやすく、また、冷却効率をさらに向上させやすい。
（３）前記冷却管は、前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記冷却管の入口部から前記冷却管の出口部へ向かって徐々に小さくなる構成としてもよい。
（３）の構成によれば、挿通路における冷却ガスの流れを円滑にしやすくなり、冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
（３）の構成によれば、挿通路における冷却ガスの流れを円滑にしやすくなり、冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
（４）前記冷却管は、筒状に形成された複数の分割体が前記線引き方向に沿って連結されていてもよい。
（４）の構成によれば、複数の分割体を連結させて冷却管を構成しているので、長尺な冷却管を作製することが容易である。
（４）の構成によれば、複数の分割体を連結させて冷却管を構成しているので、長尺な冷却管を作製することが容易である。
（５）前記冷却管は、前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記分割体の接続部で連続して変化していてもよい。
（５）の構成によれば、挿通路における冷却ガスの流れを円滑にしやすくなり、冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
（５）の構成によれば、挿通路における冷却ガスの流れを円滑にしやすくなり、冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
また、本発明にかかるガラスファイバの製造方法の一実施形態は、
（６）加熱して軟化させたガラス母材からガラスファイバを線引きし、線引き方向へ進行する前記ガラスファイバを、冷却ガスが供給される挿通路を内部に有する冷却管の前記挿通路に通過させて冷却する工程で、
前記冷却管の前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離を、前記線引き方向の下流側に向かうほど小さくしている。
（６）の構成によれば、（１）の製造装置と同様に、ガラスファイバが冷却管に接触して断線する不具合の発生を防止しつつ、良好な冷却効率でガラスファイバを冷却することができる。
（６）加熱して軟化させたガラス母材からガラスファイバを線引きし、線引き方向へ進行する前記ガラスファイバを、冷却ガスが供給される挿通路を内部に有する冷却管の前記挿通路に通過させて冷却する工程で、
前記冷却管の前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離を、前記線引き方向の下流側に向かうほど小さくしている。
（６）の構成によれば、（１）の製造装置と同様に、ガラスファイバが冷却管に接触して断線する不具合の発生を防止しつつ、良好な冷却効率でガラスファイバを冷却することができる。
〈本発明の実施形態の詳細〉
以下、本発明に係るガラスファイバの製造装置および製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。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。
以下、本発明に係るガラスファイバの製造装置および製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。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。
（製造装置の構成）
図１は、本実施形態に係るガラスファイバの製造装置を備えた光ファイバの製造装置の概略構成図である。
図１に示すように、ガラスファイバの製造装置１は、その最も上流側に、ガラス母材Ｇを加熱する加熱炉２を備え、その下流側に冷却装置７、外径測定器８を備えている。加熱炉２は、内側にガラス母材Ｇが供給される円筒状の炉心管３と、この炉心管３を囲む発熱体４とを備えている。発熱体４を発熱させることで炉心管３が昇温して、その内側の空間にガラス母材Ｇを加熱して軟化させる加熱領域が形成される。また、加熱炉２には、加熱領域にヘリウムや窒素等のパージガスを供給するガス供給部５が設けられている。
図１は、本実施形態に係るガラスファイバの製造装置を備えた光ファイバの製造装置の概略構成図である。
図１に示すように、ガラスファイバの製造装置１は、その最も上流側に、ガラス母材Ｇを加熱する加熱炉２を備え、その下流側に冷却装置７、外径測定器８を備えている。加熱炉２は、内側にガラス母材Ｇが供給される円筒状の炉心管３と、この炉心管３を囲む発熱体４とを備えている。発熱体４を発熱させることで炉心管３が昇温して、その内側の空間にガラス母材Ｇを加熱して軟化させる加熱領域が形成される。また、加熱炉２には、加熱領域にヘリウムや窒素等のパージガスを供給するガス供給部５が設けられている。
ガラス母材Ｇは、送り手段６によってその上部の支持棒部分が把持されて、炉心管３の内側の加熱領域にその下端部分が位置するように加熱炉２内に送られる。このように、加熱炉２内に供給されたガラス母材Ｇは、その下端側が加熱領域内で加熱されて軟化し、下方に引き伸ばされて細径化され、ガラスファイバＧ１が得られる。
加熱炉２の下方（下流側）には、ヘリウムガス等の冷却ガスを用いた冷却装置７が設けられており、加熱炉２を出た直後のガラスファイバＧ１は、この冷却装置７によって強制的に冷却される。これにより、ガラスファイバＧ１が室温近くまで急速に冷却される。
また、冷却装置７の下流側には、例えばレーザ光式の外径測定器８が設けられており、冷却装置７を出たガラスファイバＧ１は、この外径測定器８によりその外径が測定され、線引き時におけるガラスファイバＧ１の外径が管理される。
上記ガラスファイバの製造装置１の下流側には、ガラスファイバＧ１に紫外線硬化型樹脂を塗布するダイス９および塗布された紫外線硬化型樹脂を硬化させるための紫外線照射装置１０が順に設けられている。このダイス９および紫外線照射装置１０を通過したガラスファイバＧ１は、その外周に紫外線硬化型樹脂の被覆層が形成され、光ファイバＧ２とされる。
その後、光ファイバＧ２は、ガイドローラ１１，１２を介してキャプスタン１３に引き込まれ、スクリーニング装置１４およびダンサローラ１５，１６を介して巻き取りボビン１７に送られて巻き取られる。
（冷却装置の構成）
次に、上記のガラスファイバの製造装置１を構成する冷却装置７について説明する。
図２は、冷却装置７の概略断面図である。
次に、上記のガラスファイバの製造装置１を構成する冷却装置７について説明する。
図２は、冷却装置７の概略断面図である。
図２に示すように、冷却装置７は、筒状の冷却管２１を備えている。この冷却管２１には、上下に貫通する挿通路２２が形成されている。この冷却管２１は、その上端が入口部２１ａとされ、下端が出口部２１ｂとされており、ガラス母材Ｇから線引きされたガラスファイバＧ１が、入口部２１ａから引き込まれて出口部２１ｂから引き出される。つまり、冷却管２１には、挿通路２２の略中心に、線引き方向Ａの下流側へ進行するガラスファイバＧ１が挿通されて通過される。
冷却管２１には、その上端近傍に、冷却ガス供給管２３が接続されており、この冷却ガス供給管２３から挿通路２２内に、冷却ガスが供給される。冷却ガスとしては、熱伝導性に優れたヘリウムガス等が用いられる。
冷却管２１の挿通路２２は、ガラスファイバＧの線引き方向Ａの下流側に向かって次第に窄められている。すなわち、この冷却管２１は、挿通路２２の内面２２ａと挿通路２２を通過するガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、線引き方向Ａの下流側に向かうほど小さくなるように形成されている。
具体的には、冷却管２１は、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１の入口部２１ａで最も大きく、冷却管２１の出口部２１ｂで最も小さい。さらに、冷却管２１は、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１の入口部２１ａから出口部２１ｂへ向かって徐々に小さくなるように形成されている。
本例の冷却管２１は、例えば全長（線引き方向Ａに沿う長さ）が５ｍ、入口部２１ａにおける内径が１０ｍｍ、出口部２１ｂにおける内径が５ｍｍ程度であり、挿通路２２は、入口部２１ａから出口部２１ｂへ向かって内径が１０ｍｍから５ｍｍとなるようなテーパ面形状とされている。
この冷却管２１の挿通路２２に通されるガラスファイバＧ１は、ガラス母材Ｇの下端部から樹脂を塗布するダイス９までの区間が、そのパスライン上での位置が拘束されない無拘束区間Ｌとされている。一方、冷却管２１は、挿通路２２が最大径とされた入口部２１ａが、出口部２１ｂに比べてガラスファイバＧ１の無拘束区間Ｌにおける中央部Ｌｃに近い位置に配置されるように設置されている。
（ガラスファイバの冷却工程）
このような冷却管２１を備えた冷却装置７において、線引きされたガラスファイバＧ１は、上端近傍から冷却ガスが供給される冷却管２１の挿通路２２内を線引き方向Ａの下流側へ進行して通過する。そして、ガラスファイバＧ１は、挿通路２２内を通過する際に冷却ガスによって室温近くまで急速に冷却される。
このような冷却管２１を備えた冷却装置７において、線引きされたガラスファイバＧ１は、上端近傍から冷却ガスが供給される冷却管２１の挿通路２２内を線引き方向Ａの下流側へ進行して通過する。そして、ガラスファイバＧ１は、挿通路２２内を通過する際に冷却ガスによって室温近くまで急速に冷却される。
このとき、挿通路２２内では、線引き方向Ａの下流側へ進行するガラスファイバＧ１によって、線引き方向Ａの上流側から下流側へ向かう冷却ガスの牽引流が生じる。冷却管２１の挿通路２２は下流側ほど内径が小さいので、牽引流によって下流側の冷却ガス濃度が高くなって冷却効率が向上し、ガラスファイバＧ１が効率良く冷却されることとなる。
また、線引きされて高速で下流側へ進行するガラスファイバＧ１は、無拘束区間Ｌで振動して線振れが生じることがあり、その線振れは通常、無拘束区間Ｌの中央部Ｌｃ付近で大きくなる。本例の冷却管２１は、ガラスファイバＧ１の無拘束区間Ｌにおける中央部Ｌｃに近い位置に配置される入口部２１ａが挿通路２２の最大径とされ、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が最も大きい。そのため、線振れするガラスファイバＧ１の挿通路２２の内面２２ａへの接触が防止される。
本例の冷却管２１に対する比較として、図３に、長手方向にわたって同一内径の挿通路を有する冷却管を示す。
図３に示す、長手方向にわたって同一内径の冷却管１２１において、冷却ガス供給管１２３から供給される冷却ガスによる冷却効率を向上させるために、挿通路１２２の内径を小さくすると、特に、線振れが大きくなるガラスファイバＧ１の無拘束区間Ｌの中央部Ｌｃに近い位置で挿通路１２２の内面１２２ａに接触し、ガラスファイバＧ１が断線するおそれが高くなる。
図３に示す、長手方向にわたって同一内径の冷却管１２１において、冷却ガス供給管１２３から供給される冷却ガスによる冷却効率を向上させるために、挿通路１２２の内径を小さくすると、特に、線振れが大きくなるガラスファイバＧ１の無拘束区間Ｌの中央部Ｌｃに近い位置で挿通路１２２の内面１２２ａに接触し、ガラスファイバＧ１が断線するおそれが高くなる。
そのため、このような冷却管１２１では、ガラスファイバＧ１の挿通路１２２の内面１２２ａへの接触による断線を防ぐために、長手方向にわたってある程度大きな内径を保つように設計しなければならない。その場合、冷却ガスの使用量を増加させる必要が生じたり、ガラスファイバＧ１の冷却効率が制限されたりしてしまう。
これに対して、上記実施形態の冷却管２１によれば、冷却管２１の挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、線引き方向Ａの下流側に向かうほど小さいので、ガラスファイバＧ１の線振れが大きい箇所での挿通路２２の内面２２ａとの接触を防ぎつつ、冷却ガスの濃度を高くして冷却効率の向上を図ることができ、少ない冷却ガスでも十分に冷却することができる。これにより、断線等の不具合を生じさせることなく、ガラスファイバＧ１を効率良く冷却することができる。すなわち、高品質のガラスファイバＧ１をガラス母材Ｇから線引きして製造することができ、さらには高品質の光ファイバＧ２を製造することができる。
特に、冷却管２１の挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１の入口部２１ａで最も大きく、冷却管２１の出口部２１ｂで最も小さくいので、より確実に、入口部２１ａ側でのガラスファイバＧ１の挿通路２２の内面２２ａとの接触を抑制しつつ出口部２１ｂ側での冷却効率の向上を図ることができる。
また、冷却管２１の挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１の入口部２１ａから冷却管２１の出口部２１ｂへ向かって徐々に小さくなるので、冷却ガスの流れが円滑になり、ガラスファイバＧ１の線振れを抑制しつつ冷却効率をさらに向上させることができる。
そして、本実施形態によれば、入口部の内径が本実施形態と同じで全長５ｍの長手方向にわたって同一内径の冷却管１２１を用いた場合と比較して、ガラスファイバＧ１の断線頻度を悪化させることなく、冷却ガスとして同じ流量のヘリウムを用いたときの冷却管２１の出口部２１ｂでのガラスファイバＧ１の温度を、５℃下げることができた。
次に、冷却管の他の実施形態例について説明する。
（変形例１）
図４は、変形例１に係る冷却管の概略断面図である。
図４に示すように、変形例１に係る冷却管２１Ａは、長手方向にわたって外径が同一径である。そして、この冷却管２１Ａの場合も、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１Ａの入口部２１ａから出口部２１ｂへ向かって徐々に小さくなるように形成されている。これにより、冷却管２１Ａは、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１Ａの入口部２１ａで最も大きく、冷却管２１Ａの出口部２１ｂで最も小さくなっている。
（変形例１）
図４は、変形例１に係る冷却管の概略断面図である。
図４に示すように、変形例１に係る冷却管２１Ａは、長手方向にわたって外径が同一径である。そして、この冷却管２１Ａの場合も、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１Ａの入口部２１ａから出口部２１ｂへ向かって徐々に小さくなるように形成されている。これにより、冷却管２１Ａは、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１Ａの入口部２１ａで最も大きく、冷却管２１Ａの出口部２１ｂで最も小さくなっている。
上記の製造装置１の冷却管２１に代えてこの変形例１に係る冷却管２１Ａを用いた場合も、冷却管２１を用いた場合と同様に、ガラスファイバＧ１の線振れが大きい箇所での挿通路２２の内面２２ａとの接触を防ぎつつ、下流側で冷却ガスの濃度を高くして冷却効率の向上を図ることができる。
（変形例２）
図５は、変形例２に係る冷却管の概略断面図である。
図５に示すように、変形例２に係る冷却管２１Ｂは、筒状に形成された複数の分割体３１ａ，３１ｂがガラスファイバＧ１の線引き方向Ａに沿って連結されて構成されている。それぞれの分割体３１ａ，３１ｂは、下端側へ向かって次第に縮径する貫通孔３２ａ，３２ｂを有しており、冷却管２１Ｂは、各分割体３１ａ，３１ｂを連結することで貫通孔３２ａ，３２ｂが連通し、挿通路２２を形成している。
図５は、変形例２に係る冷却管の概略断面図である。
図５に示すように、変形例２に係る冷却管２１Ｂは、筒状に形成された複数の分割体３１ａ，３１ｂがガラスファイバＧ１の線引き方向Ａに沿って連結されて構成されている。それぞれの分割体３１ａ，３１ｂは、下端側へ向かって次第に縮径する貫通孔３２ａ，３２ｂを有しており、冷却管２１Ｂは、各分割体３１ａ，３１ｂを連結することで貫通孔３２ａ，３２ｂが連通し、挿通路２２を形成している。
この冷却管２１Ｂは、上方側の分割体３１ａの下端における貫通孔３２ａの内径と、下方側の分割体３１ｂの上端における貫通孔３２ｂの内径とが同一寸法である。これにより、この冷却管２１Ｂでは、その挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、分割体３１ａ，３１ｂの接続部で連続して変化している。
したがって、変形例２に係る冷却管２１Ｂも、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１Ｂの入口部２１ａから出口部２１ｂへ向かって徐々に小さくなるように形成されている。これにより、冷却管２１Ｂは、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１Ｂの入口部２１ａで最も大きく、冷却管２１Ｂの出口部２１ｂで最も小さくなっている。冷却管２１Ｂには、それぞれの分割体３１ａ，３１ｂの上端近傍に、冷却ガス供給管２３が接続されており、これらの冷却ガス供給管２３から挿通路２２内に、冷却ガスが供給される。
上記の製造装置１の冷却管２１に代えてこの変形例２に係る冷却管２１Ｂを用いた場合も、冷却管２１，２１Ａを用いた場合と同様に、ガラスファイバＧ１の線振れが大きい箇所での挿通路２２の内面２２ａとの接触を防ぎつつ、下流側で冷却ガスの濃度を高くして冷却効率の向上を図ることができる。特に、複数の分割体３１ａ，３１ｂを連結させて冷却管２１Ｂが構成されているので、長尺な冷却管２１Ｂを容易に作製することができる。また、挿通路２２内には、各分割体３１ａ，３１ｂの上端近傍から冷却ガスが供給されるので、さらなる冷却効率の向上を図ることができる。また、分割体３１ａ，３１ｂの接続部において、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が連続して変化しているので、挿通路２２における冷却ガスの流れを円滑にしやすくなり、冷却効率を向上させることができる。
（変形例３）
図６は、変形例３に係る冷却管の概略断面図である。
図６に示すように、変形例３に係る冷却管２１Ｃは、冷却管２１Ｂと同様に、筒状に形成された複数の分割体３５ａ，３５ｂがガラスファイバＧ１の線引き方向Ａに沿って連結されて構成されている。この冷却管２１Ｃでは、例えば、互いに同一形状の分割体３５ａ，３５ｂが用いられている。それぞれの分割体３５ａ，３５ｂは、下端側へ向かって次第に縮径する貫通孔３６ａ，３６ｂを有しており、冷却管２１Ｃは、各分割体３５ａ，３５ｂを連結することで貫通孔３６ａ，３６ｂが連通し、挿通路２２を形成している。
図６は、変形例３に係る冷却管の概略断面図である。
図６に示すように、変形例３に係る冷却管２１Ｃは、冷却管２１Ｂと同様に、筒状に形成された複数の分割体３５ａ，３５ｂがガラスファイバＧ１の線引き方向Ａに沿って連結されて構成されている。この冷却管２１Ｃでは、例えば、互いに同一形状の分割体３５ａ，３５ｂが用いられている。それぞれの分割体３５ａ，３５ｂは、下端側へ向かって次第に縮径する貫通孔３６ａ，３６ｂを有しており、冷却管２１Ｃは、各分割体３５ａ，３５ｂを連結することで貫通孔３６ａ，３６ｂが連通し、挿通路２２を形成している。
冷却管２１Ｃでは、上方側の分割体３５ａの下端における貫通孔３６ａの内径が、下方側の分割体３５ｂの上端における貫通孔３６ｂの内径よりも小さい。これにより、冷却管２１Ｃでは、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離の変化が、分割体３５の接続部で不連続となっている。冷却管２１Ｃは、この不連続な部分を有するものの、挿通路２２の内面２２ａとガラスファイバＧ１との線引き方向Ａに直交する距離が、冷却管２１Ｃの入口部２１ａで最も大きく、線引き方向Ａの下流側に向かうほど小さくなり、冷却管２１Ｃの出口部２１ｂで最も小さくなっている。また、冷却管２１Ｃには、それぞれの分割体３５ａ，３５ｂの上端近傍に、冷却管２１Ｂと同様に冷却ガス供給管２３が接続されている。
上記の製造装置１の冷却管２１に代えてこの変形例３に係る冷却管２１Ｃを用いた場合も、冷却管２１，２１Ａ，２１Ｂを用いた場合と略同様に、ガラスファイバＧ１の線振れが大きい箇所での挿通路２２の内面２２ａとの接触を防ぎつつ、下流側で冷却ガスの濃度を高くして冷却効率の向上を図ることができる。また、冷却管２１Ｂと同様に、長尺な冷却管２１Ｃを容易に作製することができ、さらなる冷却効率の向上を図ることができる。しかも、分割体３５ａ，３５ｂを同一形状とすることで、部品の共通化によるコスト削減を図ることができる。
１：製造装置
２：加熱炉
３：炉心管
４：発熱体
５：ガス供給部
６：送り手段
７：冷却装置
８：外径測定器
９：ダイス
１０：紫外線照射装置
１１，１２：ガイドローラ
１３：キャプスタン
１４：スクリーニング装置
１５，１６：ダンサローラ
１７：巻き取りボビン
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，１２１：冷却管
２１ａ：入口部
２１ｂ：出口部
２２，１２２：挿通路
２３，１２３：冷却ガス供給管
２２ａ，１２２ａ：内面
３１ａ，３１ｂ，３５ａ，３５ｂ：分割体
３２ａ，３２ｂ，３６ａ，３６ｂ：貫通孔
Ａ：線引き方向
Ｇ：ガラス母材
Ｇ１：ガラスファイバ
Ｇ２：光ファイバ
Ｌ：無拘束区間
Ｌｃ：中央部
２：加熱炉
３：炉心管
４：発熱体
５：ガス供給部
６：送り手段
７：冷却装置
８：外径測定器
９：ダイス
１０：紫外線照射装置
１１，１２：ガイドローラ
１３：キャプスタン
１４：スクリーニング装置
１５，１６：ダンサローラ
１７：巻き取りボビン
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，１２１：冷却管
２１ａ：入口部
２１ｂ：出口部
２２，１２２：挿通路
２３，１２３：冷却ガス供給管
２２ａ，１２２ａ：内面
３１ａ，３１ｂ，３５ａ，３５ｂ：分割体
３２ａ，３２ｂ，３６ａ，３６ｂ：貫通孔
Ａ：線引き方向
Ｇ：ガラス母材
Ｇ１：ガラスファイバ
Ｇ２：光ファイバ
Ｌ：無拘束区間
Ｌｃ：中央部
Claims (5)
- ガラス母材を加熱して軟化させる加熱炉と、
前記加熱炉で軟化された前記ガラス母材から線引きされたガラスファイバを冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、線引き方向へ進行する前記ガラスファイバを通過させる挿通路を内部に有するとともに前記挿通路内に冷却ガスが供給される筒状の冷却管を１つ有し、
前記冷却管にはその上端近傍に、前記冷却ガスを供給する冷却ガス供給管が接続されており、
前記冷却管は、
前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記線引き方向の下流側に向かうほど小さく、
前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記冷却管の入口部で最も大きく、前記冷却管の出口部で最も小さい、ガラスファイバの製造装置。 - 前記冷却管は、前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記冷却管の入口部から前記冷却管の出口部へ向かって徐々に小さくなる、請求項１に記載のガラスファイバの製造装置。
- 前記冷却管は、筒状に形成された複数の分割体が前記線引き方向に沿って連結されている、請求項１または請求項２に記載のガラスファイバの製造装置。
- 前記冷却管は、前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記分割体の接続部で連続して変化している、請求項３に記載のガラスファイバの製造装置。
- 加熱して軟化させたガラス母材からガラスファイバを線引きし、線引き方向へ進行する前記ガラスファイバを、冷却ガスが供給される挿通路を内部に有する１つの冷却管の前記挿通路に通過させて冷却する工程で、
前記冷却管にはその上端近傍に、前記冷却ガスを供給する冷却ガス供給管が接続されており、
前記冷却管の前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離を、前記線引き方向の下流側に向かうほど小さくすると共に、
前記挿通路の内面と前記ガラスファイバとの前記線引き方向に直交する距離が、前記冷却管の入口部で最も大きく、前記冷却管の出口部で最も小さくしている、ガラスファイバの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013113753A JP6291727B2 (ja) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | ガラスファイバの製造装置および製造方法 |
| CN201420287264.5U CN203999369U (zh) | 2013-05-30 | 2014-05-30 | 玻璃光纤的制造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013113753A JP6291727B2 (ja) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | ガラスファイバの製造装置および製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014231465A JP2014231465A (ja) | 2014-12-11 |
| JP6291727B2 true JP6291727B2 (ja) | 2018-03-14 |
Family
ID=52039399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013113753A Active JP6291727B2 (ja) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | ガラスファイバの製造装置および製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6291727B2 (ja) |
| CN (1) | CN203999369U (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107900297B (zh) * | 2017-11-07 | 2019-10-15 | 浙江大学 | 一种Ni-Mn-Ga系列形状记忆合金微米纤维的制备方法 |
| JP7159974B2 (ja) * | 2019-05-23 | 2022-10-25 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの製造方法、および光ファイバの製造装置 |
| JP7266788B2 (ja) * | 2019-09-09 | 2023-05-01 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの製造方法および光ファイバ冷却装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62246837A (ja) * | 1986-04-21 | 1987-10-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ用線引き炉 |
| JP2807335B2 (ja) * | 1990-11-13 | 1998-10-08 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ冷却装置 |
| JP2793408B2 (ja) * | 1992-01-13 | 1998-09-03 | 株式会社フジクラ | 光ファイバの線引装置 |
-
2013
- 2013-05-30 JP JP2013113753A patent/JP6291727B2/ja active Active
-
2014
- 2014-05-30 CN CN201420287264.5U patent/CN203999369U/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014231465A (ja) | 2014-12-11 |
| CN203999369U (zh) | 2014-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5986540B2 (ja) | 光ファイバ素線の製造装置および製造方法 | |
| JP6291727B2 (ja) | ガラスファイバの製造装置および製造方法 | |
| JP6180377B2 (ja) | ガラス母材の延伸方法 | |
| JP2007197273A (ja) | 光ファイバ素線及びその製造方法 | |
| CN111032588B (zh) | 光纤的制造方法 | |
| WO2017026498A1 (ja) | 光ファイバ素線の製造方法 | |
| US9676659B2 (en) | Method of manufacturing an optical fiber | |
| CN101784493B (zh) | 光纤制造装置以及光纤制造方法 | |
| JP5251306B2 (ja) | 光ファイバの製造方法及び製造装置 | |
| JP5910278B2 (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| US20050188728A1 (en) | Apparatus and method for manufacturing optical fiber including rotating optical fiber preforms during draw | |
| JP2003335545A (ja) | 光ファイバの線引き方法および線引き装置 | |
| JP2012082092A (ja) | マルチコアテープファイバ素線の製造方法およびその製造装置 | |
| JP6724121B2 (ja) | 非接触方向転換器、光ファイバの製造方法、及び、非接触方向転換方法 | |
| JP2004352583A (ja) | 光ファイバの製造方法及び製造装置 | |
| JP2010269971A (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| CN113292241B (zh) | 光纤拉丝炉、光纤制备装置、光纤制备方法及细径光纤 | |
| US20240150219A1 (en) | Hollow core optical fibers and methods of making | |
| JP2005289764A (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| JP6252652B2 (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| JP2005289729A (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| JP2020007183A (ja) | 光ファイバ素線の製造装置および製造方法 | |
| JP6402471B2 (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| WO2024102322A1 (en) | Methods of making hollow core optical fibers | |
| JP2021095297A (ja) | 光ファイバの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160421 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170124 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170126 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170323 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170404 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170601 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171107 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171228 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180116 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180129 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6291727 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |