JP6650960B2 - 光ファイバの製造方法および紡糸装置 - Google Patents
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Description
以下、第1実施形態の紡糸装置および光ファイバの製造方法について、図面に基づいて説明する。
図1は、光ファイバを製造する際に用いられる紡糸装置1の模式図である。紡糸装置1は、筐体2と、ヒータ3と、炉心管4と、シール部10と、を備えている。紡糸装置1は、光ファイバ母材20を加熱溶融させて細径化して引き出し、光ファイバ裸線を製造するための線引き炉である。
ここで本実施形態は、炉心管4の中心軸線Oに沿う方向を上下方向という。また、上下方向から見た平面視において、中心軸線Oに交差する方向を径方向といい、中心軸線Oまわりに周回する方向を周方向という。
なお、本明細書では、中心軸線Oに沿う方向の断面を縦断面といい、中心軸線Oに直交する方向の断面を横断面という。図1は紡糸装置1の縦断面図である。
シール部10は、炉心管4の上端開口部に設けられている。シール部10は、図2に示すように、ガイド部材11(上側ガイド部材)と、ガイド部材12(下側ガイド部材)と、封止要素13(上側封止要素)と、封止要素14(下側封止要素)と、を有している。ガイド部材11およびガイド部材12は、上下方向から見た平面視で環状に形成されている。ガイド部材11、12の内径は、光ファイバ母材20の本体部21の外径よりも大きい。このため、ガイド部材11、12と本体部21との間には、径方向の隙間が設けられている。
この構成により、上記光ファイバの製造方法を実現することができる。
次に、本発明に係る第2実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、封止要素13、14に設けられるガス流路の形態が第1実施形態と異なる。なお、以下では主として封止要素14の構成を説明するが、封止要素13(図2参照)も以下の説明と同様の構成を有する。
このように本実施形態では、多孔体16に形成された空洞が、封止要素14の内部に設けられて径方向に延びるガス流路として機能する。
次に、本発明に係る第3実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、図7に示すように、封止要素13、14を中心軸線Oに対して傾けて配置している。なお、図7および図8は、封止要素13、14の構成をわかりやすくするために、周方向におけるそれぞれの中央部で封止要素13、14を切断した模式図である。実際には、図2で示したように、封止要素13、14は周方向で互い違いに配置されている。
具体的には、ガイド部材11の収容空間11aは、全体として直方体状に形成されるとともに、径方向内側に向かうに従って上方に向かうように傾斜している。このような構成のガイド部材11は、例えば収容空間11aを境界として上下に2分割された部材を組み合わせることで得ることができる。
ガイド部材12の収容空間12aは、全体として直方体状に形成されるとともに、径方向内側に向かうに従って下方に向かうように傾斜している。ガイド部材12は、例えば収容空間12aを境界として上下に2分割された部材を組み合わせることで得ることができる。
また、ガス流路13b、14bから光ファイバ母材20に向けて噴き出したシールガスを、封止要素13、14と光ファイバ母材20との間の隙間から、上方および下方に向けて分岐して流出させることで、外気の炉心管4内への混入を抑制しながら、シールガスの一部を炉心管4の内部に流入させることができる。そして炉心管4の内部に流入したシールガスは、炉心管4内で層流を発生させるためのガスとして用いることができる。
炉心管4の上端開口部に、図2〜図4に示すようなシール部10を設けた。16枚の封止要素13を、中心軸線Oに直交する第1平面上に、周方向で等間隔に並べて配置した。16枚の封止要素14を、中心軸線Oに直交して第1平面よりも下方に位置する第2平面上に、周方向で等間隔に並べて配置した。封止要素13、14の材質は石英ガラスとした。封止要素13、14の中心部にそれぞれ、径方向に延びる直径2mmの貫通孔(ガス流路13b、14b)を形成した。これらの貫通孔の径方向外端に、供給管15を接続した。供給管15の内径は、貫通孔の内径と同様に2mmとした。供給管15は、封止要素13、14が径方向で移動可能となるように、可撓性を持たせて、形状が拘束されていない状態とした。
実施例1の封止要素13、14に代えて、図6に示すように、内部に多孔体16が設けられた封止要素13、14を用いた。封止要素13、14の材質はカーボンとし、多孔体16の材質は多孔カーボンとした。多孔体16の形状は、径方向内側から見たときに一辺が10mmの正方形であり、この形状が径方向に連なるような直方体とした。その他の条件は実施例1と同様である。
実施例1の封止要素13、14に代えて、内部にガス流路が形成されておらず、供給管15が接続されていない封止要素を用いた。その他の条件は実施例1と同様である。
封止要素は、付勢ガスによる圧力によって、光ファイバ母材20の本体部21に押し付けられた。封止要素の径方向内端と本体部21とは接触しており、光ファイバ母材20を上下に移動させたあとで本体部21の表面を観察すると、封止要素が接触したことによる傷が生じていた。本体部21の外径が150mmの光ファイバ母材20を線引きしたところ、光ファイバ素線を製造することができたが、得られた光ファイバ素線の破断強度は0.003回/kmであった。これにより、実施例1、2の優位性を確認することができた。
また、前記実施形態のシール部10は、上下に重ねて配置された封止要素13、14を有していたが、シール部10に含まれる封止要素は上下に重ねられていなくてもよい。
Claims (7)
- 炉心管の上端開口部に環状のガイド部材を配置し、
前記ガイド部材が有する複数の収容空間の内部にそれぞれ封止要素を配置し、
前記封止要素を光ファイバ母材に向けて付勢し、
前記封止要素の内部に設けられたガス流路にシールガスを供給し、
前記封止要素と前記光ファイバ母材とを接触させない、光ファイバの製造方法において、
前記ガス流路は、前記封止要素に形成された貫通孔であり、前記封止要素の内部で分岐し、1つの流入口に対して複数の流出口が設けられている、光ファイバの製造方法。 - 前記シールガスが、不活性ガスである、請求項1に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記ガス流路から前記光ファイバ母材に向けて噴き出した前記シールガスの少なくとも一部を、前記封止要素と前記光ファイバ母材との間の隙間から上方に向けて流出させる、請求項1または2に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記ガス流路から前記光ファイバ母材に向けて噴き出した前記シールガスを、前記隙間から上方および下方に向けて分岐して流出させる、請求項3に記載の光ファイバの製造方法。
- 複数の前記封止要素には、上側封止要素と、前記上側封止要素よりも下方に位置する下側封止要素と、が含まれ、
前記上側封止要素は、径方向内側に向かうに従って上方に向かうように傾斜して配置され、
前記下側封止要素は、径方向内側に向かうに従って下方に向かうように傾斜して配置されている、請求項4に記載の光ファイバの製造方法。 - 前記ガス流路が前記封止要素の内部で上下に分岐することで、前記封止要素には前記シールガスの前記複数の流出口が上下に並べて配置されている、請求項4に記載の光ファイバの製造方法。
- 炉心管と、
前記炉心管の上端開口部に設けられたシール部と、を備え、
前記シール部は、
複数の収容空間が形成された環状のガイド部材と、
径方向内側に向けて付勢されることが可能な状態で、前記複数の収容空間の内部にそれぞれ配置された複数の封止要素と、
前記封止要素の内部に設けられたガス流路に、シールガスを供給する供給管と、を有し、
前記ガス流路は、前記封止要素に形成された貫通孔であり、前記封止要素の内部で分岐し、1つの流出口に対して複数の流出口が設けられている、紡糸装置。
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