JPH07108784B2 - 光フアイバ用線引炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、炉高を低くできると共に炉内に外気の混入が
ない気密性に優れた光ファイバ用線引炉に関する。

＜従来の技術＞ 従来、線引炉内に大気が混入するを防いで線引炉内の加
熱体等のカーボン部品の酸化消耗を防ぐと共に線引炉内
のダストを発生させない或いはダストを有効に排出させ
る方法が種々考えられてきた。

第２図に示すものは特公昭53−72634号公報に示された
もので、線引炉21に光ファイバ母材24を導入する際、光
ファイバ母材24と線引炉21の挿入口とが接触して光ファ
イバ母材24が傷付いたり不純物が付着したりするのを避
けるため、光ファイバ母材24と線引炉21の挿入口との間
の隙間を広く保ち、この隙間に不活性ガス供給口26から
不活性ガスを供給し、この不活性ガスを光ファイバ母材
24の周囲に吹き出させてその一部を線引炉21内に導入
し、線引炉21の上下両端から混入する大気を排除して線
引炉21内の加熱体22等が酸化消耗するのを防止してい
る。

また、第３図に示すものは線引炉21の上端部に線引き前
の光ファイバ母材24とほぼ等長の気密部28を設け、送り
棒31の下端にこれと同軸に接続された光ファイバ母材24
を気密に取り囲むようにしたものである。不活性ガスは
気密部28の上端に設けられたガス導入口29から導入さ
れ、線引炉21の下端から炉外へ排出される。そして、光
ファイバ母材28は線引炉21内の加熱体22によって加熱溶
融し、光ファイバ25に線引きされる。

その他、線引炉上端から不活性ガスを線引炉内に送給す
るとともに線引炉下端を光ファイバの通過に支障ない程
度に細めて線引炉内の上昇気流を防止したもの、或いは
線引炉下端に不活性ガス吹出口を設けて下方に不活性ガ
スを吹き出すようにしたもの等が知られている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 第２図に示す従来の光ファイバ用線引炉においては、線
引炉21の上端に設けられた不活性ガス導入口26と光ファ
イバ母材24との間には広い隙間があるため、線引炉21の
中からの上昇気流に抗して不活性ガスを線引炉21内に送
給するためにはガス圧を大きくし、多量のガスを吹き込
まなければならない。このため、線引炉21内に導入され
たガス流に渦や乱流を生じ易く、光ファイバ母材24の加
熱溶融部の温度分布にゆらぎを起こし、線引きされた光
ファイバ25の線径変動をもたらしたり、線引炉21内での
ガス流が乱れることによって高温部で発生したダストが
光ファイバ母材24や光ファイバ25に付着して強度低下を
起こす等の欠点があった。

また、第３図に示す線引炉21では光ファイバ母材24とほ
ぼ同等の長さの送り棒31を光ファイバ母材24と同軸に接
続しなければならず、作業上、線引炉21の上方に母材送
り込み装置32を含めて線引き前の光ファイバ母材24の３
倍もの高さの空間を確保する必要があり、装置全体の高
さが高くなって不都合であった。

本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
で、線引炉内の気密性を高め且つ装置全体の高さを低く
することができるようにした光ファイバ用線引炉を提供
することを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明による光ファイバ用線引炉は、送り棒の下端に取
付けられた光ファイバ母材が供給されてこの光ファイバ
母材を加熱溶融しつつ線引きする光ファイバ用線引炉に
おいて、下端が上記線引炉の上端に気密に取付けられ且
つ上端が前記光ファイバ母材を前記線引炉内へ供給する
母材送り込み装置にフランジを介して着脱自在に取付け
られると共に前記光ファイバ母材を取り囲む筒状の伸縮
自在な気密部材を具え、上記送り棒に一体的に嵌合され
た気密円板と上記フランジとが気密性を保つように摺動
接触させたことを特徴とするものである。

＜作用＞ 母材送り込み装置の作動によって光ファイバ母材は送り
棒と共に回転しながら線引炉内へ送り込まれて行く。こ
の時、送り棒と一体の気密円板はフランジ上を摺動して
線引炉内の気密を保つ。一方、フランジを含めた光ファ
イバ母材の下降に伴ってフランジと線引炉とを連結する
気密部材が押し縮められ、線引炉内の気密性は全く変化
しない。

＜実 施 例＞ 本発明による光ファイバ用線引炉の一実施例の主要構造
を表す第１図に示すように、線引炉１の中央には線引き
される光ファイバ母材２が供給される炉心管３を貫通さ
せている。この炉心管３の外周にはこれを取り巻くカー
ボン等からなる加熱体４が設けられ、加熱体４は炉心管
３内の温度を光ファイバ母材２の線引温度に保つように
なっている。線引炉１の上部には光ファイバ母材２を炉
心管３の中心に沿って降下するように供給する母材送り
込み装置５が設けられている。母材送り込み装置５には
光ファイバ母材２が下端に同心に接続される石英材等で
形成された送り棒６の基部を把持する把持部７がXYステ
ージ８を介して取付けられている。

XYステージ８は把持部７を光ファイバ母材２の中心軸線
と炉心管３の中心軸線とが一致するように、これら中心
軸線と相互に直交する二つの方向に把持部７を移動でき
るようになっている。また、母材送り込み装置５には気
密部材である本実施例では耐熱布製の蛇腹11の上端に気
密を取付けられた蛇腹フランジ10を支持する複数本のフ
ランジ取付棒９が突設されている。更に、前記送り棒６
には気密円板12が一体的に嵌着されている。そして、蛇
腹フランジ10は気密円板12と高い気密性を保って相対的
に摺動接触するようにフランジ取付棒９に固定され、蛇
腹11内を気密に保っている。

光ファイバ母材２を線引きする時、光ファイバ母材２の
曲り等のため光ファイバ母材２の中心と炉心管３の中心
とがずれることがあるが、従来のものと同様に図示しな
い位置制御装置の心ずれ検出装置によって心ずれを検出
し、検出された心ずれを矯正するようにXYステージ８を
駆動して光ファイバ母材２を炉心管３と同心に合致する
ように位置制御する。この際、光ファイバ母材２が水平
方向に移動しても気密円板12が蛇腹フランジ10と気密に
摺動接触しているため、蛇腹11内の気密が常に保たれ
る。

また、蛇腹フランジ10には不活性ガス供給口10a設けら
れ、この不活性ガス供給口10aは外部に設けられた図示
しない不活性ガス供給装置に接続され、所望の量の不活
性ガスを蛇腹フランジ10を経て蛇腹11内に供給されるよ
うになっている。そして、この蛇腹フランジ10の下端面
には図示しない複数個の吹出し口が環状に設けられ、蛇
腹フランジ10内に供給された不活性ガスは光ファイバ母
材２の周囲に一様に下方に向けて吹き出される。蛇腹11
内に吹き出された不活性ガスは、線引炉１の上端開口部
から上部が蛇腹11によって気密に保たれているため、線
引炉１の上端から炉心管３と光ファイバ母材２との間に
導入され、炉心管３の下端から外部へ排出されるように
なっている。

本実施例に示したものは不活性ガスを蛇腹フランジ10を
介して蛇腹11の上端から吹き込むようにしたが、蛇腹11
と線引炉１との接続部から不活性ガスを吹き込む適当な
ダクトを用いて周方向に均一なガス流を形成し、炉心管
３内に吹込んでも同様の効果が得られる。

また、本実施例では気密部材として蛇腹のものについて
説明したが、摺動内接する複数個の円筒体からなる竹の
子状のものでも良い。

実際の操業に際しては、初めに母材送り込み装置５を最
上端に位置させ、母材送り込み装置５に取付けられたフ
ランジ取付棒９から蛇腹フランジ10を取り外して蛇腹11
を縮め、把持部７に光ファイバ母材２が下端に同軸に接
合された送り棒６を取付ける。

一方、蛇膨フランジ10の上端面と送り棒６に取付けられ
た気密円板12の下面とが気密を保って摺動接触するよう
に、蛇腹フランジ10を母材送り込み装置５の下端面から
突設された複数本のフランジ取付棒９に取付け、蛇腹フ
ランジ10と気密円板12とによって蛇腹11の上端部の十分
な気密性を保つ。

次いで、蛇腹フランジ10の不活性ガス供給口10aより不
活性ガスを蛇腹11内に送給し、蛇腹11に連通する炉心管
３内を不活性ガス雰囲気で満たす。加熱体４によって線
引炉１は線引温度に加熱され、母材送り込み装置５によ
って供給される光ファイバ母材２が光ファイバ2aに線引
きされる。線引きが行われる間、光ファイバ母材２は母
材送り込み装置５によって炉心管３の中に順次供給降下
され、送り棒６の気密円板12と蛇腹フランジ10とで摺動
気密部を形成する蛇腹11は、光ファイバ母材２の降下に
伴って気密を保ちながら縮められる。このため、第３図
に示す従来例の如く光ファイバ母材とほぼ等長の送り棒
を必要とすることなく例えば300mm程度の短いもので良
い。また、従来例の場合の如く母材送り込み装置は線引
炉に対して光ファイバ母材の長さの３倍近い高さの所か
ら降下する必要がなく、短い送り棒６使用できることと
相俟って装置全体の高さを低くすることができる。換言
すれば、炉高を同じにした場合にはより長尺の光ファイ
バ母材を線引きすることが可能となる。

ところで、蛇腹11内に送給された不活性ガスは炉心管３
と光ファイバ母材２との間隙部を通り、光ファイバ母材
２の加熱溶融部分を通って炉心管３の下端から外部に排
出される。これによって炉心管３の中は完全に不活性ガ
ス雰囲気に保たれ、炉心管３内への外気の混入を防いで
いる。従って、炉心管３及び線引炉１内の加熱体４等炭
素部品が外気によって酸化消耗されることを心配するこ
となく、光ファイバ2aの強度及び線径変動を最適にする
ような不活性ガス量を決定することができて有利であ
る。また、炉心管３内に導入された不活性ガス流は均一
な流れとなり、光ファイバ母材２の加熱溶融部分におい
ても渦や乱流を発生することがない。このため、光ファ
イバ母材２の加熱溶融部分での温度むらがなく、均一な
径の光ファイバ2aに線引きできる。また、ガス流が均一
であるため、光ファイバ母材２の加熱部で発生するダス
トも少なく、発生したダストもガス流の渦や乱流によっ
て光ファイバ母材２に附着して光ファイバ２の強度低下
をもたらすこともない。

本実施例の実験例として炉心管３の内径が38mm、炉心管
３の長さが250mm、アスベスト布地の蛇腹11の外径は200
mm、内径は150mmで長さが1000mmの場合、蛇腹11内に供
給される不活性ガスを８/minとして線引きした所、線
径変動は±0.2μｍ以下におさえることができた。この
際、蛇腹11の表面温度は150℃であった、更に、蛇腹11
の内面にテフロンを被覆した結果、蛇腹からダストが発
生する虞がなくなり、かくして得られた光ファイバ2aの
強度試験を行ったところ、700gWのスクリーニングにお
いて約10kmの間光ファイバ2aの破断は認められなかっ
た。

尚、蛇腹11の材質としては本実施例のようにアスベスト
繊維布、ガラス繊維布、カーボン繊維布等の耐熱布地の
他にステンレス鋼等の金属でも良い。

蛇腹11の内面温度は蛇腹径、不活性ガスの流量、送り棒
の接続部の状態による漏洩光量に大きく依存するが、例
えば蛇腹内径が130mm、不活性ガスの流量が10/minの
場合、200゜〜300゜であった。内面温度が250℃以下に
保てる場合は、内面にテフロン等を被覆した耐熱布を用
いることが可能である。

＜発明の効果＞ 本発明の光ファイバ用線引炉によれば、伸縮自在な気密
部材によって光ファイバ母材を気密に保って線引きをす
ることができるので、線引きの際に気密部材内を経由し
て線引炉内に送給される不活性ガスの量を最適に保つこ
とができると共に線引炉内の上昇気流を防ぎ、線引炉内
でのガス流に渦や乱流を発生することがない。このた
め、線引きされた光ファイバの線径変動を少なくするこ
とができると共に高強度の品質の優れた光ファイバを得
ることができる。また、線引炉上部に伸縮自在な気密部
材を用いたことによって多大なスペースを必要とせず、
装置全体の高さを低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ファイバ用線引炉の一実施例の
断面図、第２図および第３図は従来の光ファイバ用線引
炉の構造を示す概念図である。 図面中、１は線引炉、２は光ファイバ母材、３は炉心
管、４は加熱体、５は母材送り込み装置、６は送り棒、
７は把持部、８はXYステージ、９はフランジ取付棒、10
は蛇腹フランジ、11は蛇腹、12は気密円板である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送り棒の下端に取付けられた光ファイバ母
   材が供給されてこの光ファイバ母材を加熱溶融しつつ線
   引きする光ファイバ用線引炉において、下端が上記線引
   炉の上端に気密に取付けられ且つ上端が前記光ファイバ
   母材を前記線引炉内へ供給する母材送り込み装置にフラ
   ンジを介して着脱自在に取付けられると共に前記光ファ
   イバ母材を取囲む筒状の伸縮自在な気密部材を具え、上
   記送り棒に一体的に嵌合された気密円板と上記フランジ
   とが気密性を保つように摺動接触させたことを特徴とす
   る光ファイバ用線引炉。
2. 【請求項２】気密部材は蛇腹であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光ファイバ用線引炉。