JP7207799B1 - 成形体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フォトニック結晶ファイバを形成するための成形体を精度良く製造する。【解決手段】 成形体製造装置において、架台１０の可動梁１４に金型２０を傾斜して固定する。可動梁１４には、成形体に空孔を形成する複数のワイヤ６０を固定するための機構として、固定側滑車３０、ワイヤ直線化用滑車４０を固定する。ワイヤ６０の一端は、架台に設けられたワイヤ固定部１５に固定されている。他端は、固定側滑車３０を通った後、金型２０の内部を貫通し、ワイヤ直線化用滑車４０、方向変換用滑車５０を通っており、そこに重り７０が取り付けられる。こうすることで、重り７０の重力によってワイヤ６０には張力が付加されることになり、ワイヤ６０は、金型２０の内部でも直線性を保つことができ、精度良く成形体を製造することが可能となる。【選択図】 図２

Description

本発明は、フォトニック結晶ファイバなどを形成するための複数の孔を有する成形体の製造技術に関する。

光ファイバの発展に伴い、光ファイバ断面に空孔や高屈折率ガラスを規則的に配列した構造を有するフォトニック結晶ファイバが知られるようになってきた。近年、フォトニック結晶ファイバの性能向上のため、空孔の直径および間隔をより微細にし、クラッド部分の全面にわたって多くの空孔を設けることが求められる傾向にある。フォトニック結晶ファイバは、空孔を設けた成形体を用いて製造される。

このような空孔を設けた成形体を製造する方法として次の先行技術が知られている。
例えば、特許文献１は、金属管容器内に金属ワイヤを所定の配列で張り巡らせた上で、その容器内に成形体を形成する溶液を流し込み、乾燥、硬化させた後に金属ワイヤおよび金属管を取り外すことで、フォトニック結晶ファイバ用の成形体を製造する技術を開示している。
特許文献２は、円筒形の容器の上方からは、ロッド形状の細長部材を配列した上部保持固定物を配置し、下方からも同様にロッド形状の細長部材を配列した下部保持固定物を配置した上で、容器内にゾルを導入して固めてゲル化した後、容器から取り出し、成形体に変換する技術を開示している。

ＷＯ２０１３／３１４８４号公報 特許第３８９５５６２号公報

しかし、これらの従来技術においては、フォトニック結晶ファイバ用の成形体について、概念的な製造方法は示されているものの、具体的にいかなる装置を用いて製造するのかは開示されていなかった。特に近年の非常に微細な構造からなるフォトニック結晶ファイバ用の成形体を製造するためには、従来技術において金属ワイヤまたは細長部材を精度良く配置する必要があるが、いかにしてかかる配置を実現するか、という点について何ら開示されていなかった。かかる課題は、フォトニック結晶ファイバ用に限らず複数の孔を有する成形体を製造する際に共通の課題であった。
本発明は、かかる課題に鑑み、フォトニック結晶ファイバ用などを形成するための複数の孔を有する成形体を精度良く製造可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明は、
成形体を製造するための成形体製造装置であって、
架台と、
前記架台に固定された成形体成形用の金型と、
前記金型を貫通した状態でワイヤを保持するワイヤ保持機構とを備え、
前記金型は、
前記成形体の両端面に相当する部位に取り付けられ、前記ワイヤを貫通させる貫通孔が形成された板状のガイドと、
前記金型に前記成形体を形成する溶液を注入するための注入口とを有しており、
前記ワイヤ保持機構は、
前記ワイヤに対して、該ワイヤを直線に保持する所定の張力を付加できるよう構成されている成形体製造装置と構成することができる。

本発明の成形体製造装置によれば、ワイヤを貫通保持した金型に溶液を注入することで、フォトニック結晶ファイバなどの形成に用いることができる空孔を有する成形体を製造することができる。
この場合において、本発明では、ワイヤの位置を貫通孔で規制するとともに、ワイヤに対して直線を保持できる所定の張力を付加することができる。成形体を精度良く製造するためには、金型内でワイヤの直線性が保持されること、および複数のワイヤを用いる場合には、その径が設計通りに保持されることが重要となる。このためには、それぞれのワイヤに対して、所定の張力を付加することが必要である。
従来技術においては、ワイヤを用いて空孔を形成する点については開示されているものの上述の点については十分に開示されていなかった。むしろ、特にワイヤに対して配慮しなくとも直線性、設計通りの径が保持されることを前提にした製造方法しか開示されていなかった。
ところが、成形体に形成される空孔は、昨今では、非常に微細かつ緻密なものが求められるようになっており、製造過程で用いられるワイヤも当然に細径のものが要求されるため、ワイヤの直線性、設計通りの径を維持する方法についての考察が不可欠となってきた。本発明は、かかる課題の重要性に対する着眼からなされたものである。
従って、本発明の成形体製造装置によれば、ワイヤに所定の張力を付加することにより、成形体を精度良く製造することが可能となる。

本発明において、ワイヤの本数および配置は任意に決めることができる。
また、ワイヤの材質も任意に決めることができる。一般には、ステンレスなどの金属を用いるが、これに限らず、合成繊維、樹脂などを用いることもできる。ただし、成形体の精度を維持するため、張力によってワイヤの径に有意な変化が生じない素材を選択することが好ましい。
成形体とは、光ファイバを形成するために用いられるガラス、樹脂などで形成された柱状の材料であり、広義のプリフォームにも相当する。ただし、プリフォームは、狭義には種々の工程を経て、光ファイバに線引きする直前の状態の材料を指すこともあり多義的であるため、本発明では、こうした工程を経ていない柱状の材料も包含する意味で、成形体と称するものとする。
成形体の形成に用いる溶液は、スラリー、ゾルなどを用いることができる。
ワイヤ保持機構は、ワイヤに対して張力を付与できる種々の機構を用いることができる。後述する通り重りを用いる機構としてもよいし、ワイヤを巻き取る機構、ワイヤを引っ張る機構などとしてもよい。張力を計測可能とすれば、さらに良い。
複数のワイヤが用いられる場合、張力は、一本一本のワイヤに個別に付加すれば、個別に張力を調整することが可能となる利点がある。別の態様として、複数のワイヤをひとまとまりとして付加したり、全体のワイヤに一度に付加してもよく、かかる場合には、複数のワイヤに対して均一な張力を付加しやすい利点がある。

本発明の成形体製造装置においては、
前記金型の外側に配置され、前記ワイヤを通すための滑車と、
前記滑車と前記金型との相対位置を調整するための第１調整機構とを備えるものとしてもよい。

このように滑車を用いることにより、金型のガイドの外側におけるワイヤの位置および方向を調整することができ、ワイヤとガイドの貫通孔との干渉を緩和することが可能となる。この結果、ワイヤ保持機構による張力がガイドによって阻害され、ワイヤの直線性が損なわれることを回避できる。また、ワイヤに対してガイドから余剰の張力が付加され、想定外の変形を生じるなどの弊害も緩和することができる。

前記第１調整機構は、前記金型の底面の法線方向における前記滑車と前記金型との相対位置を調整可能な機構であるものとしてもよい。

上記態様は、金型の底面の法線方向、即ち金型の底面を基準とする高さ方向の位置を調整可能とするものである。金型を貫通させてワイヤを保持する場合、高さを調整することにより、ガイドに設けられた貫通孔とワイヤとの干渉を効果的に緩和することが可能となる。発明者は、貫通孔とワイヤとの幅方向（ガイドの表面において高さ方向に直交する方向を言う）の干渉よりも、高さ方向の干渉の方が、ワイヤに付加される張力に対する影響、ひいては金型内でのワイヤの姿勢に対する影響が大きいことを見いだした。従って、上述の通り、高さを調整可能とすることは、ワイヤと貫通孔との干渉による悪影響を効果的に緩和させることが可能となるのである。
もっとも、第１調整機構について、高さ方向および幅方向のいずれにおいても位置を調整可能とすることを否定するものではない。ただし、高さ方向のみを調整可能な機構とすれば、高さ方向および幅方向を調整可能とするよりも安価となる利点がある。また、高さ方向のみの調整であれば、高さ方向および幅方向を調整するよりも調整が容易であるという実用面での利点もある。

本発明においては、
前記第１調整機構および前記滑車は、前記金型の両端外側にそれぞれ配置されていることが好ましい。

こうすることにより、金型の両側でワイヤの位置および方向を調整できるため、より効果的に貫通孔とワイヤとの干渉を緩和することが可能となる。
もっとも、第１調整機構および滑車を、金型の一方側にのみ設ける構造とすることを否定するものではない。

本発明の成形体製造装置においては、
前記ワイヤ保持機構は、
前記ワイヤの一端を前記架台に固定する固定部と、
前記ワイヤの他端に重りを吊り下げることで前記張力を付加する吊り下げ機構を有するものとしてもよい。

先に説明したとおり、ワイヤ保持機構としては種々の機構を適用できるが、上述の態様によれば、張力は重りの重量に依存するため、成形体を繰り返し製造する場合でも、比較的容易に一定の張力を付加することができる利点がある。また、複数のワイヤを用いて成形体を製造する場合でも、均一な張力が付加されるべきワイヤに対して、比較的容易に均一な張力を付加することができる利点がある。
上記態様において、重りは必ずしも一つの重量に統一すべき必要はない。付加する張力がワイヤに応じて多段階に分けられる場合には、張力に応じた重量の重りを用意すればよい。
また、重りは１本のワイヤに対して１つを用いる必要もなく、複数のワイヤに対して１つの重りを用いるようにしてもよい。ただし、この場合、ワイヤに付加される張力は、１つの重りを吊り下げるワイヤの本数に依存するため、ワイヤの本数を考慮して重りの重量を設定することが望まれる。

重りを用いる場合、
前記吊り下げ機構は、
前記金型内で前記ワイヤを直線に維持するためのワイヤ直線化用滑車と、
前記ワイヤの方向を、前記重りを吊り下げる部位に変更するための方向変換用滑車とを有するものとしてもよい。

重りを吊り下げるための機構は、種々の機構をとり得るが、上記態様は、その一つである。ワイヤは、金型側からワイヤ直線化用滑車と、方向変換用滑車とを通った先で、重りに取り付けられることになる。このように重りを吊り下げるための方向変換用滑車とは別に、ワイヤ直線化用滑車を用いることにより、金型内でワイヤの直線性を効果的に維持することが可能となる。
ワイヤ直線化用滑車には、先に説明した第１調整機構を設けてもよい。こうすることで、ワイヤとガイドの貫通孔との干渉を効果的に緩和することが可能となる。
なお、方向変換用滑車は、１つである必要はなく複数の滑車を組み合わせて構成してもよい。

上記態様においては、
前記方向変換用滑車は、前記ワイヤ直線化用滑車との相対位置を調整するための第２調整機構を備えるものとしてもよい。

こうすることで、方向変換用滑車とワイヤ直線化用滑車との相対位置を調整できるため、例えば、ワイヤ直線化用滑車からワイヤが浮く状態になることで、ワイヤの位置および方向を十分に規制できないなどの弊害を緩和することができる。

方向変換用滑車とワイヤ直線化用滑車とを用いる機構においては、
前記ワイヤ直線化用滑車は、前記ワイヤの伸びる方向に２個以上が備えられており、
前記ワイヤは、２つの前記ワイヤ直線化用滑車にわたって、前記金型に近い側から上側、下側の順に通って前記方向変換用滑車に至るものとしてもよい。

上記態様では、方向変換用滑車には、ワイヤ直線化用滑車の下側を通ったワイヤが通ることになる。この状態で、方向変換用滑車の上側を通ってワイヤを下向きに方向変換すれば、ワイヤの先に重りを吊り下げることができる。こうすることで、方向変換用滑車およびワイヤ直線化用滑車で、ワイヤの位置を安定させることができる。
なお、方向変換用滑車は、ワイヤを一旦上向きに方向変換した後、下向きに方向変換して重りを吊り下げても良い。かかる構造にする場合には、ワイヤは、ワイヤ直線化用滑車の上側を通った後、方向変換用滑車の下側を通すよう構成してもよい。
このように、ワイヤ直線化用滑車と方向変換用滑車の軸が、それぞれワイヤを挟んで反対側に位置するように構成することで、ワイヤの位置を安定させることができる。

本発明の成形体製造装置においては、
前記架台は、前記金型を一端が低く他端が高くなるよう傾斜して保持しており、
前記金型の注入口は、前記低く保持された側の端に設けられているものとしてもよい。

上記態様によれば、傾斜して保持された金型に、低い側から溶液を注入することができる。溶液を注入して成形体を製造する場合、溶液を金型内に空隙を生じさせずに注入すること、および溶液に気泡を生じさせないことが重要となる。
発明者が試行錯誤した結果、金型を垂直に立てた状態で溶液を注入したり、水平に保持した状態で溶液を注入した場合には、空隙や気泡が生じやすいことがわかった。これに対し、金型を傾斜して保持した上で、低い側からゆっくりと溶液を注入することにより、空隙や気泡を十分に抑制できることが見いだされた。
上記態様によれば、こうした態様での注入を実現することができ、欠陥のない成形体を歩留まり良く製造することが可能となる。
また、注入口を設ける位置も、任意に決めることができる。厳密に金型の端である必要はなく、その近傍とすればよい。

金型を傾斜して保持する態様においては、
前記傾斜の角度は、４５度以下としてもよい。

傾斜の角度は、成形体のサイズ、ワイヤの本数および配置、溶液の粘性などを考慮して任意に決めることができるが、発明者の試行錯誤の結果、４５度以下とすることが効果的であることが見いだされた。
なお、傾斜の角度は、調整可能としてもよい。

本発明は、以上で説明した種々の特徴を必ずしも全て備えている必要はなく、適宜、その一部を省略したり組み合わせたりして構成することもできる。
また、本発明は、上述した成形体製造装置としての態様だけでなく、以下に述べるように成形体の製造方法として構成してもよい。

例えば、
成形体を製造する成形体製造方法であって、
成形体成形用の金型であって、前記成形体の両端面に相当する部位に取り付けられ、前記ワイヤを貫通させる貫通孔が形成された板状のガイドと、前記金型に前記成形体を形成する溶液を注入するための注入口とを有する金型を架台に固定するステップと、
前記金型を貫通した状態でワイヤを、該ワイヤを直線に保持する所定の張力を付加して保持するステップと、
前記注入口から、前記溶液を注入し、硬化させるステップとを有する成形体製造方法とすることができる。
かかる成形体製造方法においても、上述した種々の特徴を適用することが可能である。

成形体製造工程を示す工程図である。 成形体製造装置の全体構成を示す説明図である。 金型の構成を示す説明図である。 固定側滑車の構成を示す説明図である。 ワイヤ直線化用滑車、方向変換用滑車の構成を示す説明図である。 滑車と金型の位置関係を示す説明図である。

以下、多くの空孔を設けた成形体を製造する場合の実施例について、まずその製造工程について説明した後、それを実現するための成形体製造装置について説明する。
以下、成形体とは、スラリーを硬化して得られる光ファイバ用の材料であり、広義のプリフォームに相当する材料である。

図１は、成形体製造工程を示す工程図である。
まず、作業者は、後述する成形体製造装置に、ワイヤおよび金型を設置する（ステップＳ１０）。本実施例では、ワイヤは、金型を貫通する形で、直線を維持できるよう張力を付加した状態で取り付けられる。
次に、金型に設けられた注入口から、成形体を形成するための溶液であるスラリーを注入する（ステップＳ１２）。スラリーは、種々の成分で構成することができるが、例えば、シリカガラス粉体、硬化性樹脂、バインダー、純水を含む溶液とすることができる。また、ゾルを用いてもよい。
こうしてスラリーを注入した後は、その状態で硬化させる（ステップＳ１４）。その後、ワイヤおよび金型を取り外すことにより（ステップＳ１６）、図示するように、ワイヤに対応した位置に空孔２を多数が設けられた硬化体１が形成される。そして、硬化体１を、乾燥、脱脂、ガラス化することにより、成形体が形成される。

上述した工程により成形体を製造するための成形体製造装置について、以下、説明する。
図２は、成形体製造装置の全体構成を示す説明図である。側面から見た状態を示した。

成形体製造装置においては、架台１０に金型２０が傾斜して固定されている。金型２０の傾斜角度Ａは、以下に示す機構により、変更することができる。
架台１０においては、水平に設けられた固定梁１１と、可動梁１４が軸１４ａで回動可能に連結されている。固定梁１１には、複数の連結孔１２ｈが水平方向に配列して形成された連結梁１２が固定されている。また、可動梁１４には、支柱１３が軸１３ａで回動可能に連結されている。かかる機構とすることにより、支柱１３の先端を、任意の連結孔１２ｈにボルト等で固定することにより、傾斜を変更することができる。金型２０は可動梁１４上に固定されているため、併せて金型２０の傾斜も変更することができる。
金型２０の傾斜は、成形体のサイズ、金型に配置するワイヤの本数や配列、スラリーの粘度などに応じて、適宜、選択すればよい。
なお、可動梁１４の傾斜を変更する機構は、図示したものに限らず傾斜を連続的に変更可能な機構など種々の構成を適用可能である。ただし、本実施例の成形体製造装置は、後述する通り、成形体を精度良く形成するため、種々の部位を調整可能となっているため、可動梁１４の傾斜角については選択的に変更可能としておく方が、以前に製造した成形体を再度製造しようとする場合などに、再現性に優れる利点がある。

可動梁１４には、空孔２を形成する複数のワイヤ６０を固定するための機構として、固定側滑車３０、ワイヤ直線化用滑車４０が固定され、さらに、固定梁１１には方向変換用滑車５０が固定されている。ワイヤ６０の一端は、固定梁１１よりも下方で架台に設けられたワイヤ固定部１５に固定されている。他端は、固定側滑車３０を通った後、金型２０の内部を貫通し、ワイヤ直線化用滑車４０、方向変換用滑車５０を通っており、そこに重り７０が取り付けられている。こうすることで、重り７０の重力によってワイヤ６０には張力が付加されることになり、ワイヤ６０は、金型２０の内部でも直線性を保つことができる。また、重り７０を用いることにより、予め定めた値の張力をワイヤ６０に容易に付加することができる利点もある。さらに、複数のワイヤ６０に付加する張力を比較的容易に均一にすることもできる利点がある。
本実施例では、ワイヤ６０に付加される張力を精度良く調整するため、一本のワイヤ６０に対して１つの重り７０を吊り下げるものとしたが、複数のワイヤ６０に対して１つの重り７０を吊り下げるようにしてもよいし、一本のワイヤ６０に対して複数の重り７０を吊り下げるようにしてもよい。
なお、固定側滑車３０、ワイヤ直線化用滑車４０は、可動梁１４に個別に固定するようにしてもよいし、固定側滑車３０とワイヤ直線化用滑車４０とをユニット化し、可動梁１４に固定するようにしてもよい。ユニット化の方法としては、例えば、板またはフレームなどに、固定側滑車３０とワイヤ直線化用滑車４０とを固定し、この板またはフレームを可動梁１４に固定できるようにする方法をとることができる。金型２０は、板またはフレームに取り付けるようにしてもよいし、可動梁１４に取り付けるようにしてもよい。このように、製品によって必要となるワイヤの数、位置が異なるため、固定側滑車３０とワイヤ直線化用滑車４０とをユニット化すれば、製品ごとにユニットを交換するだけで簡易に製造の切り換えを行うことが可能となる。
以下、説明の便宜上、金型２０に対して、固定側滑車３０の側を上流側、ワイヤ直線化用滑車４０の側を下流側と称することもある。

図３は、金型の構成を示す説明図である。
図３（ａ）は、金型２０の一方の側壁を取り外した状態を示している。金型２０は、所定の板厚の底面２２に垂直に側壁２１が固定されている。両者は一体成型してもよい。また、側壁２１の内面２３には、側壁２１、底面２２の双方に直交するように２枚のガイド２４、２５が設置されている。ガイド２４、２５は、成形体の空孔に対応する位置に多数の貫通孔２４ｈが形成された部材である。側壁２１、底面２２、ガイド２４、２５および、側壁２１に対向する側壁によって囲まれる領域Ｐａ（図中では余裕をもって示してある）が、成形体を形成するためにスラリーを注入する空間となる。
ワイヤ６０は、ガイド２４、２５および金型２０内を貫通した状態で設置されることになる。
以下、説明の便宜上、ガイド２４、２５の法線方向を軸方向と称し、底面２２の法線方向を高さ方向、両者に直交する方向、即ち側壁２１の法線方向を幅方向と称するものとする。

図３（ｂ）には両方の側壁２１に蓋２７を取り付けた状態を模式的に示した。ワイヤ６０（図示を省略している）が貫通した状態で両方の側壁、蓋２７を取り付けることにより、先に図３（ａ）で示した領域Ｐａはスラリーを注入する閉空間となる。
蓋２７には、金型２０の下流端、即ち傾斜の下側にスラリーの注入口２７ａが形成され、上流側に排出口２７ｂが形成されている。注入口２７ａ、排出口２７ｂには、それぞれ樹脂製のパイプを取り付けてもよい。
かかる構成とすることにより、スラリーは傾斜した金型２０に低い側から注入することができる。スラリーの注入は、金型２０内に空隙が生じず、また注入されたスラリー内に気泡が生じないよう行うことが重要である。本実施例の構成によれば、十分にゆっくりとスラリーを注入することにより、空隙や気泡の発生を抑制することが可能である。
スラリーを注入し、金型２０内がスラリーで満たされると、排出口２７ｂに取り付けたパイプをスラリーが上昇してくるようになる。この状態に至れば、スラリーの注入は終了である。
なお、スラリーの注入は、注入口２７ａ、排出口２７ｂに取り付けたパイプ内のスラリーの液面がバランスした状態で安定することになる。実施例では、金型２０が傾斜して保持されているから、注入口２７ａ、排出口２７ｂに取り付けたパイプの上端が、金型２０の上端よりも十分に上方に来るようにしておく必要がある。

図４は、固定側滑車の構成を示す説明図である。
図４（ａ）には、固定側滑車３０の構成を模式的に示した。固定側滑車３０は架台の可動梁１４に金型２０の幅方向の中心に合わせて固定されており、複数の滑車３１が金型２０の軸方向に配置されている。可動梁１４の下方から来たワイヤ６０ａは、滑車３１でワイヤ６０ｂのように金型２０の方向に方向変換される。図示した以外の滑車についても同様である。

図４（ｂ）には、滑車３１の拡大図を示した。滑車３１は、第１調整機構としての調整機構３２に軸支されている。調整機構３２は、滑車３１の高さ方向Ｂの位置を調整することができる種々の機構を適用可能である。

このように調整機構３２を設けることにより、滑車３１の高さを調整することができるから、金型２０のガイド２４に設けられた貫通孔２４ｈに対して、ワイヤ６０を金型２０の底面２２と平行に運ぶことが可能となる。この結果、ワイヤ６０と貫通孔２４ｈの干渉を緩和することができ、重りによる張力が干渉によって阻害されることを抑制できる。この結果、金型２０の内部におけるワイヤ６０の直線性を維持することができる。

なお、本実施例では、可動梁１４の下方から来た複数のワイヤ６０ａは、滑車３１でワイヤ６０ｂのように金型２０の方向に方向変換されるとともに扇状に広げられ、ガイド２４において同じ高さで幅方向に配列された貫通孔を貫通するよう取り付けられる。この効果については後述する。

図５は、ワイヤ直線化用滑車、方向変換用滑車の構成を示す説明図である。
図５（ａ）に示すように、上流側からワイヤ直線化用滑車４０、方向変換用滑車５０の順に配置されている。ワイヤ直線化用滑車４０、方向変換用滑車５０は、固定側滑車３０と同様、金型２０の幅方向の中心に合わせて固定されており、複数の滑車が金型２０の軸方向に配置されている。
ワイヤ直線化用滑車４０は、金型２０の内部においてワイヤ６０の直線性を維持する機能を奏する。方向変換用滑車５０は、重りをつりさげるためにワイヤ６０の方向を下向きに変換する機能を奏する。本実施例では、それぞれの機能に分けてワイヤ直線化用滑車４０、方向変換用滑車５０を設けることにより、ワイヤ６０の位置をより安定させることが可能となっている。
特に、本実施例では、金型２０が可動梁１４とともに傾斜が変更可能となっているため、ワイヤ直線化用滑車４０を金型２０とともに可動梁１４に固定することにより、傾斜を変更してもワイヤの直線性が維持しやすくなっている。

ワイヤ直線化用滑車４０に備えられた複数の滑車４１は、それぞれ第１調整機構としての調整機構４２によって支持されており、高さ方向の位置を調整することができるようになっている。
方向変換用滑車５０に備えられた複数の滑車５１も、第２調整機構としての調整機構５２によって支持されており、架台の法線方向、即ち架台に対する高さ方向の滑車５１の位置を調整することができるようになっている。

図５（ｂ）には、ワイヤ６０がワイヤ直線化用滑車４０、方向変換用滑車５０を通る状態を模式的に示した。ワイヤは、ワイヤ直線化用滑車４０の上流側の滑車４１［１］の上側を通り、隣接する滑車４１［２］の下側を通った後、方向変換用滑車５０の滑車５１で下向きに方向変換される。従って、滑車４１［２］は、滑車５１からワイヤ６０が外れないよう押さえつける機能を奏することになる。同時に、滑車５１は、滑車４１［２］からワイヤ６０が外れないよう支持する機能を奏することになる。このように、滑車４１［２］と滑車５１の軸がワイヤ６０を挟んで反対側にくるように配置することにより、ワイヤ６０を安定させることが可能となる。
上述の機能も、例えば、滑車５１の位置が下に下がると、滑車５１からワイヤ６０が浮いた状態が生じやすくなり、十分な効果が得られなくなることが生じ得る。これに対し、本実施例では、滑車５１の高さを調整機構５２によって調整可能となっているため、かかる弊害を緩和することが可能である。

なお、図５（ａ）に示した通り、下流側の端にある滑車４１ａについては、隣接する滑車が存在しない。そこで、実施例においては、この滑車４１ａについては、同じ調整機構４２ａに、滑車４１ａの上側に滑車４１ｂをとりつけ、ワイヤ６０ｃのように、滑車４１ｂの下側を通すようにした。こうすることで、ワイヤ６０ｃも滑車４２ｂの下側を通った状態でワイヤ直線化用滑車４０から下流側に伸びることになる。

以上で説明した本実施例の成形体製造装置によれば、以下に示す通り成形体を精度良く製造することが可能となる。
図６は、滑車と金型の位置関係を示す説明図である。図６（ａ）には側面図、図６（ｂ）には平面図を示した。なお、金型２０は傾斜して保持されているが、図６（ａ）では、金型２０を基準にした図であるため、金型２０を水平に描いてある。
既に説明した通り、固定側滑車３０の滑車３１、およびワイヤ直線化用滑車４０の高さ方向の位置を調整可能である。従って、図６（ａ）に示す通り、ワイヤ６０を金型２０内で底面に平行に保持することができる。この結果、ガイド２４と高さ方向における干渉を十分に抑制することができ、ワイヤ６０に付加される張力を適切な状態に維持することができる。
例えば、滑車３１ａに示すように金型２０に対する位置が低すぎる場合、ワイヤ６０ａは、ガイド２４に斜めに入り込むことになるため、入り口部分ａでガイド２４と干渉してしまう。このため、ワイヤ６０に付加した張力が、ガイド２４によって阻害され、金型２０の内部でワイヤ６０の直線性が保たれなくなるおそれがある。本実施例では、こうした弊害を回避することができるのである。

図６（ｂ）に示すように、本実施例では、滑車３１、４１［１］を通る複数のワイヤ６０［１］～６０［５］は、扇状に広げられてガイド２４、２５において同じ高さで幅方向に配列された貫通孔を貫通するよう取り付けられる。この結果、ワイヤ６０［１］～６０［５］は、ガイド２４、ガイド２５と若干、干渉することになる。しかしながら、本実施例では、重りを利用して張力を付加しているため、ワイヤと貫通孔との高さ方向における干渉は張力に悪影響を与えやすいのに対して、幅方向における干渉は張力にあまり悪影響を与えないことがわかっている。また、このように一つの滑車３１、４１［１］に対して複数のワイヤを通すことにより、これらのワイヤの高さ方向の位置のばらつきを抑制することができる利点がある。

以上の実施例で説明した種々の特徴は、必ずしも全てが備えられている必要はなく、適宜、その一部を省略したり組み合わせたりしてもよい。また、本発明は、上述した実施例に限定されず、例えば、以下に示す例も含め、さらに種々の変形例をとることができる。
（１）滑車の変形例：
調整機構において用いられる滑車は、ワイヤを受ける外面の断面形状が円弧状になっていることがある。かかる断面形状でも差し支えないが、この断面にワイヤの太さに応じた溝を設けておくことで、ワイヤの幅方向のずれをさらに抑止することができる。また、溝に代えて断面をＶ字状にしてもよい。
（２）滑車配列の変形例：
図６（ｂ）に示した通り、複数のワイヤを扇状に広げることで、幅方向に配列された複数の貫通孔を形成することは可能であるが、成形体の幅が大きくなると、このように扇状に広げるだけでは十分に対応できなくなる場合もある。かかる場合に対応可能とするため、滑車３１、４１を２個以上、幅方向に並列に設けるようにしてもよい。こうすることにより、幅広い成形体に対してもワイヤを精度良く配置することが可能となる。

本発明は、フォトニック結晶ファイバなどを形成するための複数の孔を有する成形体の製造に利用可能である。また、本発明は「光ファイバ」用の成形体に限定されず、スラリーを用いて形成される成形体にも利用可能である。

１ 硬化体
２ 空孔
１０ 架台
１１ 固定梁
１２ 連結梁
１２ｈ 連結孔
１３ 支柱
１３ａ 軸
１４ 可動梁
１４ａ 軸
１５ ワイヤ固定部
２０ 金型
２１ 側壁
２１ｂ 蓋固定ボルト
２２ 底面
２３ 内面
２４、２５ ガイド
２４ｈ 貫通孔
２７ 蓋
２７ａ 注入口
２７ｂ 排出口
２８ 固定具
３０ 固定側滑車
３１、３１ａ、４１、４１ａ、４１ｂ 滑車
３２、４２、４２ａ、５２ 調整機構
４０ ワイヤ直線化用滑車
５０ 方向変換用滑車
５１ 滑車
６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ ワイヤ
７０ 重り

Claims (10)

1. 成形体を製造するための成形体製造装置であって、
   架台と、
   前記架台に固定された成形体成形用の金型と、
   前記金型を貫通した状態でワイヤを保持するワイヤ保持機構とを備え、
   前記金型は、
   前記成形体の両端面に相当する部位に取り付けられ、前記ワイヤを貫通させる貫通孔が形成された板状のガイドと、
   前記金型に前記成形体を形成する溶液を注入するための注入口とを有しており、
   前記ワイヤ保持機構は、
   前記ワイヤの一端を前記架台に固定する固定部と、
   前記ワイヤの他端に対して該ワイヤを直線に保持する所定の張力を付加するための重りを吊り下げる機構、前記ワイヤを直線に保持する所定の張力を付加するよう前記ワイヤの他端を巻き取る機構、又は前記ワイヤを直線に保持する所定の張力を付加するよう前記ワイヤの他端を引っ張る機構を備える成形体製造装置。
2. 請求項１記載の成形体製造装置であって、
   前記金型の外側に配置され、前記ワイヤを通すための滑車と、
   前記滑車と前記金型との相対位置を調整するための第１調整機構とを備える成形体製造装置。
3. 請求項２記載の成形体製造装置であって、
   前記第１調整機構は、前記金型の底面の法線方向における前記滑車と前記金型との相対位置を調整可能な機構である成形体製造装置。
4. 請求項２または３記載の成形体製造装置であって、
   前記第１調整機構および前記滑車は、前記金型の両端外側にそれぞれ配置されている成形体製造装置。
5. 請求項１記載の成形体製造装置であって、
   前記ワイヤ保持機構は、
   前記ワイヤの一端を前記架台に固定する固定部と、
   前記ワイヤの他端に重りを吊り下げることで前記張力を付加する吊り下げ機構を有する成形体製造装置。
6. 請求項５記載の成形体製造装置であって、
   前記吊り下げ機構は、
   前記金型内で前記ワイヤを直線に維持するためのワイヤ直線化用滑車と、
   前記ワイヤの方向を、前記重りを吊り下げる部位に変更するための方向変換用滑車とを有する成形体製造装置。
7. 請求項６記載の成形体製造装置であって、
   前記方向変換用滑車は、前記ワイヤ直線化用滑車との相対位置を調整するための第２調整機構を備える成形体製造装置。
8. 請求項６または７記載の成形体製造装置であって、
   前記ワイヤ直線化用滑車は、前記ワイヤの伸びる方向に２個以上が備えられており、
   前記ワイヤは、２つの前記ワイヤ直線化用滑車にわたって、前記金型に近い側から上側、下側の順に通って前記方向変換用滑車に至る成形体製造装置。
9. 請求項１記載の成形体製造装置であって、
   前記架台は、前記金型を一端が低く他端が高くなるよう傾斜して保持しており、
   前記金型の注入口は、前記低く保持された側の端に設けられている成形体製造装置。
10. 請求項９記載の成形体製造装置であって、
    前記傾斜の角度は、４５度以下である成形体製造装置。
    

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