JPH063532A - 光ファイバ線引き方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】上昇抑制用ガスを使用せずとも、冷却装置から
吹き上げるガスが加熱炉内に入るのを防止できる光ファ
イバ線引き方法を提供する。 【構成】加熱炉１中の光ファイバ母材から光ファイバ３
を線引きし、得られた光ファイバ３を加熱炉１の下の冷
却装置４内で冷却ガスで冷却した後、この光ファイバ３
の外周に樹脂を被覆する。このとき、冷却装置４の最上
部からのガスの吹出し方向を、走行する光ファイバ３の
軸線に対して傾斜した方向にθだけ傾ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱炉中の光ファイバ
母材から線引きした光ファイバを該加熱炉の下の冷却装
置で冷却ガスにより冷却した後、該光ファイバの外周に
樹脂を被覆する光ファイバ線引き方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】加熱炉から線引きされて出てきた光ファ
イバが高温であると、該光ファイバの外周に樹脂をうま
く被覆することができない。

【０００３】そこで、従来より光ファイバを、樹脂の被
覆前に強制冷却することが行われている。

【０００４】図８は、従来の強制冷却を伴う光ファイバ
線引き方法を実施する光ファイバ線引き装置の一例を示
したものである。この場合には、加熱炉１内で光ファイ
バ母材２の下部を加熱溶融させ、該光ファイバ母材２の
加熱溶融部から光ファイバ３を線引きする。得られた光
ファイバ３は、加熱炉１の下の冷却装置４の筒体５内で
Ｈｅガスの如き冷却ガスで強制冷却した後、該光ファイ
バ３を樹脂被覆器６に通してその外周に樹脂を被覆す
る。次に、図示しない樹脂硬化器に通して被覆樹脂を硬
化させた後、ターンシーブ７で向きを変え、図示しない
巻取機で巻き取る。

【０００５】この場合、Ｈｅガスは軽いので、筒体５の
下部のガス注入口８から注入し、筒体５の上部の光ファ
イバ入口９から吹き出させるのが通常である。Ｈｅガス
を充填するためには、ガスの抜け口はない方がよいが、
光ファイバ３を通すために筒体５の上下には、直径10mm
程度の光ファイバ入口９と光ファイバ出口１０とが必要
である。

【０００６】Ｈｅガスが小流量（例えば、10 l/min程
度）の場合は、光ファイバ入口９から吹き出すＨｅガス
の流速は２ m/sec程度である。生産性を上げるため、最
近、線引き速度を増加させる傾向にあり、その場合には
より冷却能力を高めるためＨｅガスを大量（例えば、20
l/min以上）に流している。すると、光ファイバ入口９
から４ m/sec程度の高速のＨｅガスが真上に吹き出す。

【０００７】多量にＨｅガスを光ファイバ入口９から吹
き出させた場合には、高速のＨｅガス流が周囲の空気を
巻き込みつつ、加熱炉１のファイバ出口１１から該加熱
炉１内に入る。すると、該加熱炉１内の材料が燃えてダ
ストが発生し、該ダストが硬化前の光ファイバ３に付着
し、該光ファイバ３に傷を与えて該光ファイバ３を劣化
させる。

【０００８】図９及び図１０は、従来の強制冷却を伴う
光ファイバ線引き方法を実施する光ファイバ線引き装置
の他の例を示したものである。この例では、冷却装置４
の筒体５内の光ファイバ３の通路に沿って上下に複数段
に冷却ガス吹出しノズル１２を配置し、これら冷却ガス
吹出しノズル１２からクリーンな空気の如き冷却ガスを
光ファイバ３に高速で吹き付けて冷却するようになって
いる。複数段の冷却ガス吹出しノズル１２のうち、最上
段の冷却ガス吹出しノズル１２は下向きに冷却ガスを吹
き出すようになっている。この場合、筒体５内には、フ
ィルタ１３を介して左右のガス供給口１４からクリーン
な空気を流し込み、光ファイバ３にダストが付着しない
ようにしている。

【０００９】このような構造の場合にも、筒体５の上下
には、光ファイバ入口９と光ファイバ出口１０が当然あ
るので、光ファイバ入口９からガスが高速で真上に吹き
出す。最上段の冷却ガス吹出しノズル１２を上向きにし
た場合には、当然より多くのガスが真上に吹き出す。

【００１０】例えば、図９の場合、光ファイバ３の周囲
をクリーンにするため、クリーンな空気をフィルタ１３
を介してガス供給口１４から筒体５内に２ m³ /min程度
注入する。このとき筒体５の内外の差圧が１mmＨ₂ Ｏ程
度になり、光ファイバ入口９の内径が10mm程度なら、20
l/min程度のガスが該光ファイバ入口９から吹出し、こ
のときのガスの流速は４ m/sec程度である。

【００１１】近年、生産性の向上のため、光ファイバ３
の線引き速度を600m/min以上に高速化することが望まれ
ている。この場合には、より短時間で光ファイバ３を冷
却するために、冷却ガスによる冷却能力を上げなければ
ならない。このためには、加熱炉１と冷却装置４との間
隔をできるだけ短くして、冷却装置４を長くし、冷却区
間を長く取らなければならない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】最近のように加熱炉１
と冷却装置４との間隔Ｌを400 mm程度にすると、図１１
（Ａ），（Ｂ）に示すように、上昇するガスの流速Ｖが
あまり落ちないので、加熱炉１内に該ガスが入って行
き、先に述べたように光ファイバ３の強度を劣化させる
問題点がある。このように、線引き速度が大きいときに
冷却装置４から真上にガスが吹き上げることは、大きな
問題となる。

【００１３】これに対し、図１２に示すように、筒体５
の光ファイバ入口９で下向きに上昇抑制用ガスを吹き込
み、筒体５内から上昇するガスを押さえることが提案さ
れているが、このような方法では冷却ガスと同量に近い
上昇抑制用ガスを下向きに吹き出させる必要があり、無
駄なガス消費となる問題点がある。

【００１４】本発明の目的は、上昇抑制用ガス等を使用
せずとも、冷却装置から吹き上げるガスが加熱炉内に入
るのを防止できる光ファイバ線引き方法を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の手段を説明すると、本発明は加熱炉中の光ファイ
バ母材から光ファイバを線引きし、得られた光ファイバ
を前記加熱炉の下の冷却装置で冷却ガスにより冷却した
後、該光ファイバの外周に樹脂を被覆する光ファイバ線
引き方法において、前記冷却装置の最上部のガスの吹出
し方向を、走行する前記光ファイバの軸線に対して傾斜
した方向とすることを特徴とする。

【００１６】

【作用】このように、冷却装置の最上部のガスの吹出し
方向を、走行する光ファイバの軸線に対して傾斜した方
向とすると、冷却装置から吹き上げるガスが加熱炉内に
入るのを防止できる。この方法では、上昇抑制用ガスを
使用しないで、ガスの真上方向への上昇を抑制できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して詳細に
説明する。なお、前述した図８〜図１０と対応する部分
には、同一符号を付けて示している。

【００１８】図１及び図２は、本発明に係る光ファイバ
線引方法を実施する光ファイバ線引装置の第１実施例を
示したものである。本実施例は、図８に示すタイプの光
ファイバ線引装置に本発明を適用した例を示したもので
ある。

【００１９】図示のように冷却装置４の筒体５の上端に
はガス吹出し方向規制具１５が設けられている。該ガス
吹出し方向規制具１５は、筒体５の上端に連結されたフ
ランジ１５ａと、該フランジ１５ａ上に連設された筒部
１５ｂと、該筒部１５ｂの上端に傾斜して取付けられた
板状のノズル部材１５ｃとで構成されている。該ノズル
部材１５ｃには、走行する光ファイバ３の軸線に対して
θなる角度で傾斜させて光ファイバ入口９がノズル口を
兼ねて設けられている。特に、この実施例では、θ＝30
°、光ファイバ入口９の内径＝10〜15mmとしている。

【００２０】このようにすると、該光ファイバ入口９か
ら吹き出すガスの流量が多くなった場合（例えば、20 l
/min以上）、流速が大きいのでガスの吹出し方向は走行
する光ファイバ３の軸線と平行ではなくなり、θだけ傾
斜した方向になる。このため、光ファイバ入口９から吹
き出すガスは、加熱炉１に入らなくなる。

【００２１】光ファイバ入口９の内径は、ガス漏れを少
なくし、且つ光ファイバ３が接触しない大きさとして、
10〜15mm程度が妥当である。勿論、線引きの開始時に、
光ファイバ入口９の内径より太い重りが光ファイバ３の
線通し用に通り抜ける場合には、その重りの外径以上に
該光ファイバ入口９の内径を大きくし、その通り抜け後
に小さくなるように該光ファイバ入口９を可変構造にす
ることもできる。

【００２２】また、該ガス吹出し方向規制具１５は、筒
体５から出るガスの流速を一旦落とすため、図２に示す
ようにフランジ１５ａの穴は筒体５の内径と同じ大きさ
とし、筒部１５ｂの穴は筒体５の内径より大きくするこ
とが好ましい。

【００２３】光ファイバ入口９の形状は、光ファイバ３
の軸線方向に投影して円とするため、楕円にしてもよ
い。

【００２４】図３は、ガス吹出し方向規制具１５の他の
例を示したものである。この例では、ノズル部材１５ｃ
を光ファイバ３に接触しない範囲で筒状にした例を示し
たものである。

【００２５】このようにすると、光ファイバ入口９から
のガスの吹出し方向の規制をより効果的に行うことがで
きる。

【００２６】図４は、本発明に係る光ファイバ線引方法
を実施する光ファイバ線引装置の第２実施例を示したも
のである。本実施例は、図９に示すタイプの光ファイバ
線引装置に本発明を適用した例を示したものである。

【００２７】図示のように、この例でも筒体５の上端
に、図２で示したと同様の構造のガス吹出し方向規制具
１５が設けられている。

【００２８】この例では、フィルタ１３を通して筒体５
内にクリーンな空気を２ m³ /min程度注入する。このと
き筒体５の内圧が２mmＨ₂ Ｏ程度になる。このとき、光
ファイバ入口９の内径が10mm程度なら、20 l/min程度の
ガスが該光ファイバ入口９から吹き出す。このガスの流
速は４ m/sec程度である。光ファイバ入口９は走行する
光ファイバ３に対してθだけ傾斜しているので、該ガス
は加熱炉１内に入らない。この傾斜角θは、加熱炉１と
冷却装置４との間隔によって変わるが、加熱炉１のファ
イバ出口１１で光ファイバ入口９から出るガスの流速が
零あればよい。図１１（Ａ）によれば、加熱炉１と冷却
装置４との間隔が400 mmの場合、傾斜角θは30°以上で
あればよい。

【００２９】この図４のタイプの光ファイバ線引装置に
おいても、ガス吹出し方向規制具１５としては図３に示
す構造のものを用いることができる。

【００３０】図５は、本発明の方法を第２実施例のやり
方で実施した場合と、従来例の方法で実施した場合との
光ファイバの破断率（光ファイバに１％の伸びを与えつ
つ、スクリーニングをした場合の光ファイバの断線回数
を該光ファイバの全長で除した値）の比較実験結果を示
したものである。なお、いずれの場合も光ファイバ入口
９から出るガスの流速は４ m/secとした。

【００３１】該図５から明らかなように、本発明によれ
ば光ファイバの破断率を著しく低下できることが判明し
た。

【００３２】図６は、本発明に係る光ファイバ線引方法
を実施する光ファイバ線引装置の第３実施例を示したも
のである。

【００３３】本実施例は、図９に示す冷却ガス吹出しノ
ズル１２を用いるタイプの光ファイバ線引装置に本発明
を適用した他の例を示したものである。

【００３４】図示のように、本実施例では冷却装置４で
冷却ガス吹出しノズル１２を包囲する筒体５を省略し、
複数段の冷却ガス吹出しノズル１２のみで冷却装置４を
構成し、最上段で上向きに冷却ガスを吹き出す冷却ガス
吹出しノズル１２の冷却ガスの吹出し方向を、走行する
光ファイバ３の軸線に対して傾斜した方向としている。

【００３５】このようにすると、最上段で上向きに冷却
ガスを吹き出す冷却ガス吹出しノズル１２の冷却ガス
が、加熱炉１内に入るのを防止できる。

【００３６】図７は、本発明に係る光ファイバ線引方法
を実施する光ファイバ線引装置の第４実施例を示したも
のである。

【００３７】本実施例は、図８に示す冷却ガス吹出しノ
ズル１２を用ないタイプの光ファイバ線引装置に本発明
を適用した他の例を示したものである。図示のように本
実施例では、筒体５の上部に図２に示す構造のガス吹出
し方向規制具１５が設けられている。筒体５内には、そ
の内周に沿ってフィン１６が一体に配置されている。ま
た、該筒体５には、これを回転するベルト１７，該ベル
ト１７を回転するローラ１８，該ローラ１８を回転する
モータ１９が設けられている。

【００３８】このような構成でモータ１９によって筒体
５を回転すると、フィン１６が一緒に回り、ガス注入口
８から供給する冷却ガスを光ファイバ３の軸線方向に沿
って移動させ、該光ファイバ３の冷却を行う。このとき
光ファイバ入口９から出るガスの方向は、ガス吹出し方
向規制具１５によって走行する光ファイバ３の軸線に対
して傾斜した方向となっているので、この場合も該ガス
が加熱炉１に入るのを防止できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係る光ファイバ線引き方法にお
いては、加熱炉の下に存在する冷却装置の最上部のガス
の吹出し方向を、走行する光ファイバの軸線に対して傾
斜した方向としているので、冷却装置から吹き上げるガ
スが加熱炉内に入るのを防止することができる。従っ
て、本発明の光ファイバ線引き方法によれば、加熱炉内
で硬化前の光ファイバにダスト等が付着して光ファイバ
の強度が低下するのを抑制することができ、品質の良い
光ファイバの線引きを容易に行うことができる。また、
本発明によれば、上昇抑制用ガスを使用しないで、ガス
の真上方向への上昇を抑制することができる。それ故、
無駄なガスの消費を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバ線引方法を実施する装
置の第１実施例の縦断面図である。

【図２】図１に示す装置の要部拡大縦断面図である。

【図３】本発明で用いるガス吹出し方向規制具の他の例
を示す縦断面図である。

【図４】本発明に係る光ファイバ線引方法を実施する装
置の第２実施例の縦断面図である。

【図５】本発明の第２実施例の方法と従来方法で製造し
た光ファイバの破断率の比較例図である。

【図６】本発明に係る光ファイバ線引方法を実施する装
置の第３実施例の要部縦断面図である。

【図７】本発明に係る光ファイバ線引方法を実施する装
置の第４実施例の要部縦断面図である。

【図８】従来の光ファイバ線引方法を実施する装置の一
例を示す縦断面図である。

【図９】従来の光ファイバ線引方法を実施する装置の他
の例を示す縦断面図である。

【図１０】図９で用ている冷却ガス吹出しノズルの縦断
面図である。

【図１１】（Ａ）は冷却装置の最上部からのガスの吹出
し角と、該冷却装置の真上にＬの距離の箇所におけるガ
スの流速の関係をＬをパラメータとして示す線図、
（Ｂ）は冷却装置の最上部からのガスの吹出し角θと、
該冷却装置の真上にＬの距離の箇所におけるガスの流速
Ｖの位置関係を示す説明図である。

【図１２】図８に示す従来の装置における冷却装置の他
の例を示す要部縦断面図である。

【符号の説明】

１ 加熱炉 ２ 光ファイバ母材 ３ 光ファイバ ４ 冷却装置 ５ 筒体 ６ 樹脂被覆器 ７ ターンシーブ ８ ガス注入口 ９ 光ファイバ入口 １０ 光ファイバ出口 １１ ファイバ出口 １２ 冷却ガス吹出しノズル １３ フィルタ １４ ガス供給口 １５ ガス吹出し方向規制具 １５ａ フランジ １５ｂ 装置 １５ｃ ノズル部材 １６ フィン １７ ベルト １８ ローラ １９ モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱炉中の光ファイバ母材から光ファイ
   バを線引きし、得られた光ファイバを前記加熱炉の下の
   冷却装置で冷却ガスにより冷却した後、該光ファイバの
   外周に樹脂を被覆する光ファイバ線引き方法において、 前記冷却装置の最上部のガスの吹出し方向を、走行する
   前記光ファイバの軸線に対して傾斜した方向とすること
   を特徴とする光ファイバ線引き方法。