JPH026344A - 光ファイバプリフォームの延伸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は石英管と炉心管内壁面との間に不活性ガスを流
すと共に、分割部スリットより不活性ガスを噴出させる
ようにした光ファイバプリフォームの延伸装置に関する
。

［従来の技術］ 従来の光ファイバプリフォームの延伸装置を第３図に示
す、光ファイバプリフォーム１は、加熱炉の上下に設け
られたチャック（図示せず）によって保持されている。

この加熱炉はカーボン材よりなり、その主要部は、カー
ボンヒータ４と、これに対し同心円状に設けられている
円筒形状のカーボン炉心管３とより構成されている。な
お、図では省略されているが、カーボンヒータ４の加熱
部の外周は、カーボンウール製の断熱材で囲まれている
９まな、カーボン炉心管３の上・下端部にガスシール１
４が設けられている。カーボンヒタ４は、通電すること
により、カーボン炉心管３内を所望の温度（例えば、略
１８００℃）に保持するように制御される９またガスシ
ール１４のガス注入孔より窒素やヘリウム等の不活性ガ
スを炉内に注入し、てガスカーテンを張ることにより、
カーボンヒータ４及びカーボン炉心管３の酸化による消
耗を防いでいる９ 上述のように構成された加熱炉に外径が４０市〜１００
市の光ファイバプリフォームを上記した上・下チャック
によって炉内に保持すると、光ファイバプリフォーム１
が加熱され、１０分〜６０分で軟化して来る。その後、
上チャックを２關、／分〜４市、／分の下降速度で送り
込み、同時に、下記の式（１）で決まる速度で下チャッ
クを下降させることにより、光ファイバプリフォームは
所定の外径に延伸される。

Ｖ＋　＝Ｖ２　Ｘ　（ｌ］＋　、／Ｄ＋　）２　　（１
）上式において、Ｖｌは上チャランの送り速度（、，７
分）、Ｖ２は干チャックの送り速度（關、７分）、Ｄｌ
は延伸前の光ファイバプリフォームの外径（ｍｍ）、Ｄ
２は延沖後での光ファイバプリフォームの外径（關）で
ある。

上述のように、加熱炉にカーボンヒータ４及びカーボン
炉心管３を用いることは炉の構造が簡単で低コストであ
り、かつ加熱炉の温度制御が容易となる。また、光ファ
イバプリフォームを延伸する際に通常用いられる酸水素
バーナでは延伸が困難な太径プリフオーム（直径６０關
φ以上）であっても、延伸できる等のメリットが多い。

なお、同じ構成の加熱炉を用いるものとし、では、他に
も、光ファイバの線引装置が有る。

１発明が解決しようとする課題］ 炉心管やヒータに用いられているカーボン材は、不活性
雰囲気では２０００℃以上の高温加熱であっても劣化し
ないが、大気雰囲気では、たとえ高純度のカーボン材で
あっても、４５０°Ｃ前後の温度加熱で酸化し劣化する
９先の従来技術による延伸では、カーボン材の劣化を防
ぐために、炉内に不活性ガスを注入しているが、炉心管
の両端部がカスカーテンによるシールとなっているだけ
で！〉るので、炉心管内部を完全な不活性雰囲気に置く
二とが困難であった。また、プリフォームの挿入時およ
びその延伸終了後の取出し時には、上下のシール部が解
放状態となるため、大気が混入して、カーボン炉心管が
酸化して著しく劣化する。このような条件下でプリフォ
ームの延伸を行った場合、肉厚が５　＋＋ｕｎの炉心管
ではプリフォーム約３０本の延伸をし、ただけで使用不
能となり、炉心管を交換せざるを得なかった。

また、酸化したカーボン微粒子がプリフォーム表面に付
着し、その後の加熱処理でも完全にその微粒子を除去で
きない場合が有るため、光ファイバの強度が劣化する要
因となっていた。

本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、カー
ボンなどの異物がプリフォームに付着しない光ファイバ
プリフォームの延伸装置を提供する。二とである。

［課題を解決するための手段］ 本発明による光ファイバプリフォームの延伸装置は、上
記目的を達成するため、加熱装置の炉心管内で光ファイ
バプリフォームを加熱・溶融し、延伸する延伸装置にお
いて、上下に２分割してなる石英管を上記炉心管の内壁
面に沿って同心円状に挿入し１、上記石英管と上記炉心
管内壁面との間に不活性ガスを流して石英管分割部スリ
ットより噴出させる様に構成したものである。

炉心管内の温度分布に対応するためには、上記石英管の
上下分割部の間隔を、炉心管内の温度分布により、適宜
可変とする手段を設けることができる。

［作　用］ 上下に２分割された石英管はカーボン炉心管の内壁面に
沿って同心円状に挿入される。加熱装置のカーボン炉心
管内でプリフォームを加熱・溶融し、延伸する際、上記
石英管とカーボン炉心管内壁面との間に、不活性ガスが
流され、石英管分割部スノヅトよりプリフォームに向け
て噴出される。その不活性ガスにより、カーボン炉心管
内は、完全に不活性雰囲気状態となる。この為、そのカ
ーボン材に対する酸化は防げる９まな、ブリフす−ムの
挿入時および延伸終了後の取り出し時であっても、同様
に酸化を防げる。シ、かも、プリフォームに向けて不活
性ガスが噴出されているので、プリフォーム表面にカー
ボン微粒子が付着することはない９つまり、プリフォー
ムの延伸部は常に清浄な雰囲気に保たれる。したがって
、経済的にも、また、特性的にも優れた光ファイバを提
供する二とができる。

さらに、石英管可変手段を設けた構成の下では、分割部
スリットから不活性ガスを噴出させるに当たって、石英
管の上下分割部の間隔を加熱炉心管内の温度分布の内、
石英管の軟化点以上の領域では、空隙部となるような適
切な値に容易に調整する。二とができる９ ［実施例］ 第１図（Ａ）は本発明の実施例での光ファイバプリフォ
ームの延伸装置におけるプリフォーム挿入状態での加熱
炉の概略側断面図、および加熱炉の温度分布状態を示す
状態図である。同図に示すように、加熱炉１０は、外側
にカーボンヒータ４が設けられ、この内側にカーボン炉
心管３が所定間隔を有して設けられ、さらに、カーボン
炉心管３の内壁に沿って５市程度の間隙を設けて、石英
管２が炉心管３と同心円状に挿入されている。ここで、
石英管２は上下に２分割されて分割部スリットが形成さ
れている。

そし、て、その加熱炉１０の炉内に、光ファイバプリフ
ォーム１が挿入される。それと共に、カーホン炉心管３
の内壁面と石英管２との間に不活性ガスを流し１、分割
部スリットより不活性ガスを炉内に向けて噴出させる。

加熱炉１０内に挿入されたプリフォーム１は、カーボン
ヒータ４の加熱作用により炉心管３を通して加熱し、こ
の熱により溶融し２、延伸する。この際、カーボン炉心
管３の内壁面と石英管２との間の間隙に不活性ガスを流
し、分割部スリットより不活性ガスを炉内に向けて噴出
させるので、カーボン炉心管３の内壁が不活性雰囲気状
態となると共に、プリフォームの延沖部における外周が
不活性雰囲気状態となる５二の為、カーボン材の酸化が
防げ、酸化し、たカボン微粒子がプリフォーム１に付着
することが防げて、経済的にも、また、特性的にも優れ
た光ファイバを提供することができる。さらに、カボン
炉心管３の劣化が防げて、カーボン炉心管３の寿命が向
上する９ 同図（Ｂ）で示すように、加熱炉によりプリフォーム１
を加熱している際、加熱炉における上下位置関係での温
度分布は、カーボンヒータ４の中心部付近で最も高い温
度、ここでは１６００℃以上となり、カーボンヒータ４
より離れるに従って温度が低下している。し、たがって
、分割部スリットでの領域では、比較的温度が高くなる
。

炉心管内の温度分布によれば、石英の軟化する１６００
℃以上となる領域がある。予め炉心管内部の温度分布を
熱電対によって測定しておき、石英管の軟化する１６０
０℃以上の領域にかからないようにし、た９つまり、石
英管の上下分割部の間隔を調整し、て、上部石英管と下
部石英管との間隔を、その領域に該当する上下幅に合わ
せる９こうすることにより、上下に分割した石英管２に
おいて、この軟化点（約１６００℃）以上の領域、つま
り、カーボンヒータ４により石英管２に加熱される温度
分布が上記軟化点以上の領域ではスリットによる空隙状
態となっているため、石英管２が軟化することはない、
したがって、石英管２の寿命が長くなる、なお、不活性
ガスとしてはヘリウム、窒素、アルゴン等のガスが用い
られる。注入する不活性ガスの流量は炉心管の径、ある
いは石英管と炉心管との間隙の大きさにもよるが、−例
とし、て炉心管の内径１２０市、石英管２との間隙５Ｉ
ｎ＋とし１、不活性ガスとし、てヘリウムを上、下部２
０　Ｎ　、／分注入し、たところ、炉心管３の劣化は著
し、く減少し１、従来に比べ炉心管３の寿命が約５倍と
なる。また、カーボン微粒子の発生が抑えられた結果、
光ファイバプリフォーム１へのカーボン微粒子の付着は
ほとんど無く、延伸後の光ファイバプリフォームの外径
の精度も従来と同等となった９ 第２図は、第１図に示した本発明の一実施例の全体構成
を示す概略側断面図である。同図に示すように、カーボ
ンヒータ４の外周部は、所定間隔を設けて、カーボンウ
ール等の断熱材６が覆われている、断熱材６で覆われた
カーボンヒータ４は、所定間隙を設けて、筐体７の内部
に設置される。

この筐体７の下部には、不活性ガスの注入ロアａが開口
部されている。この筐体７の内周面に位置するカーボン
炉心管３は、上下に２分割された石英管２で所定間隙を
設けて覆われている。筐体７と石英管２との接合部に、
不活性ガスの注入が可能なフランジ部９が上・下部に有
されている９そし、て、プリフォーム１は両端をそれぞ
れチャック８．９によって保持されている。

上述のように構成された加熱炉に外径が４０市〜１００
關の光ファイバプリフォーム１を上・下チャック８．９
で保持して、加熱炉内に挿入すると共にカーボンヒータ
４に通電すると、光ファイバプリフォーム１は加熱状態
となり、１０分〜６０分後には軟化する。その後、上チ
ャックを２Ｉ１ｗＩ／分〜４關、／分の下降速度で加熱
炉に向けて送り込むと共に、下記の式（１）で決まる速
度で下チャックを下降させることにより、光ファイバプ
リフォームは所定の外径となるように延伸される９Ｖ＋
　＝Ｖ２　Ｘ　（Ｄ２　／ＤＩ　）２　　（１）上式に
おいて、Ｖｌは上チャックの送り速度（−７分）、Ｖ２
は下チャックの送り速度（＋ｕ＋　、７分）、Ｄｌは延
伸前での光ファイバプリフォームの外径（ｒｓ＞、Ｄ２
は延伸後での光ファイバプリフォームの外径（胴）であ
る。

上述のようにし、てプリフォーム１を延伸する際、筐体
７の下部の注入ロアａより不活性ガスを注入すると、カ
ーボンヒータ７は不活性雰囲気となる。

それと共に、不活性ガスが筐体７の上下フランジ部９か
ら注入されて、石英管２とカーボン炉心管３の間の間隙
部を通って、石英管２の上下の間隙部５つまり分割部ス
リットより排出される。なお、不活性ガスとしてはヘリ
ウム、窒素、アルゴン等のガスが用いられる。この様に
、不活性ガスを加熱炉に送り込むことにより、カーボン
ヒータ７及びカーボン炉心管３が完全に不活性雰囲気状
態となるので、これらに用いられているカーボン材の酸
化が防げる、したがって、酸化し、たカーボン微粒子が
プリフォームに付着することが防げて、経済的にも、特
性的にも優れた光ファイバを提供することができる。さ
らに、カーボン炉心管３およびカーボンヒータ７の劣化
が防げて、カーボン炉心管３およびカーボンヒータ７の
寿命が向上する。

なお５本発明は、光ファイバの線引炉にも応用できる。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明によれば、カボン炉心管
が常に不活性雰囲気状態となるので、カーボン材の酸化
が防げ、酸化したカーボン微粒子がプリフォームに付着
することが防げて、経済的にも、特性的にも優れた光フ
ァイバを提供することができる。

石英管可変手段を設けることにより石英管の分割部スリ
ットの間隔を炉心管内温度分布に適合させることも容易
となるので、上下分割部の間隔の調整をすることにより
、上下に分割し、た石英管において、この軟化点（約１
６００℃）以上の領域、つまり、カーボンヒータにより
石英管に加熱される温度分布が上記軟化点以上の領域で
はスリットによる空隙状君となるようになっているので
、石英管の寿命が長くなる９

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図。 第２図は第１図で示した実施例の全体構成図、第３図は
従来の光ファイバプリフォーム延伸装置を示すｆｆ１ｌ
断面図である９ 図中、１は光ファイバプリフォーム、２は石英管、３は
カーボン炉心管である９ 特許出願人　　日立電線株式会社 代理人弁理士　　絹　谷　信　雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバプリフォームを加熱装置の炉心管内で加
   熱・溶融し、延伸する延伸装置において、上下に２分割
   してなる石英管を上記炉心管の内壁面に沿つて同心円状
   に挿入し、上記石英管と上記炉心管内壁面との間に不活
   性ガスを流して石英管分割部スリットより噴出させる様
   に構成したことを特徴とする光ファイバプリフォームの
   延伸装置。 ２、上記石英管の上下分割部の間隔を、炉心管内の温度
   分布に適合させるための石英管可変手段を設けたことを
   特徴とする請求項１の光ファイバプリフォームの延伸装
   置。