JPH11171582A

JPH11171582A - 光ファイバ冷却装置

Info

Publication number: JPH11171582A
Application number: JP34654397A
Authority: JP
Inventors: Yukio Shinagawa; 幸夫品川
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバ母材を加熱溶融し、紡糸して、光
ファイバを得る線引工程に用いられる光ファイバ冷却装
置において、冷却効率が高く、かつ光ファイバの強度低
下を招く原因となる冷却ガスによる光ファイバの振動を
防止することのできる光ファイバ冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置８は、冷却ガスにより光ファイ
バ３を冷却する冷却管１０、この冷却管１０に冷却ガス
を導入する冷却ガス導入口９、冷却管１０を冷却するた
めの冷却液１２を通す冷却液導入部１８、冷却ガス排出
口１１側に向かって徐々に絞り込まれている円錐状の内
壁１６を有する冷却ガス流制御部１４を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ冷却装置に関
し、さらに詳しくは、紡糸後の光ファイバを冷却ガスに
曝して冷却する光ファイバ冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバの製造には、例えば図
４に示すような装置を用いて行われている。図示される
ように、光ファイバ母材１をヒーター２により加熱溶融
しながら、図中下方に線引して光ファイバ３が得られ
る。この光ファイバ３は、溶融・線引きされた状態のま
までは、ガラス表面に傷が入り易いなど、引張強度や曲
げ強度が弱いために、紡糸された光ファイバ３を連続的
にダイスのような被覆装置４に通して、光ファイバ３の
表面周囲に樹脂を被覆し、硬化炉５により硬化処理が施
される。そして、この硬化処理の後に、図に示していな
い巻取装置に巻き取られる。なお、被覆装置４には、樹
脂タンク６に貯蔵されている樹脂が樹脂供給管７を介し
て連続的に供給されている。

【０００３】上述のような光ファイバ３の線引工程にお
いて、線引速度（以下、単に「線速」という。）が遅い
場合、光ファイバ３は被覆装置４に達する迄に十分な時
間があることから、外気により十分に冷却されるため、
特別な冷却手段を必要とすることはない。しかしなが
ら、線速が速い場合、光ファイバ３は、十分に冷却され
る時間がなく、比較的高温のままで被覆装置４に達して
しまう。このように、光ファイバ３が高温のままの状態
で、該光ファイバ３の表面に樹脂を被覆したのでは、樹
脂被覆の乱れや、外径不良といった被覆不良が起こって
しまう。そのため、紡糸した光ファイバ３を、被覆装置
４に至る前に、何らかの冷却装置８により冷却しなけれ
ばならない。

【０００４】図５に示す冷却装置５８は、最も一般的な
従来の冷却装置の概略図である。この冷却装置５８は、
中空円筒状の冷却管５０の線引方向側端部（図中下側に
に設けられた冷却ガス導入口９よりヘリウム等の冷却ガ
スを導入し、この冷却ガスを冷却管５０内を該冷却管５
０の他方端に向かって（図中、下方側から上方側に向か
って）流動させ、該冷却管５０内を挿通して線引きされ
る光ファイバ３と接触させる。そして、冷却管５０内を
上昇した冷却ガスは、冷却ガス排出口１１より排出され
る。また、冷却効率を上げるために、冷却管５０の周り
に冷却水等の冷却液１２を流すことも行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の冷却装置にあっては、以下に述べるような問
題があった。第１の問題は、冷却ガス排出口１１が光フ
ァイバ３を冷却管５０内に挿通させるための光ファイバ
進入口を兼ねていることに由来する問題である。即ち、
光ファイバ３が冷却装置５８に進入する際に、光ファイ
バ３の周辺の空気が冷却管５０の内部に巻き込まれ、そ
の空気が紡糸直後で今だ高温にある光ファイバ３の周囲
に高熱の層を形成し、冷却効率が著しく低下するという
問題である。

【０００６】第２の問題は、冷却ガスが冷却ガス排出口
１１から排出される際に、冷却管５０の冷却ガス排出口
１１の出口領域１３（図５において、点線にて示す領
域）にて、冷却ガスと上記した巻き込み空気との衝突に
よって気流が乱れ、線引き中の光ファイバ３に振動が誘
発されることである。また、冷却管５０の冷却ガス排出
口１１が形成された面が平面であり、上昇した冷却ガス
がこの平面でせき止められて滞留し易くなっており、気
流の乱れが更に増長される。この振動により、光ファイ
バ３が被覆装置４のダイスやニップル等に衝突して、損
傷を受けたり、樹脂の被覆不良が起こり、製品の品質が
大きく低下する。

【０００７】本発明は、上記の如き問題に鑑みてなされ
たものであり、光ファイバ母材を加熱溶融し、紡糸し
て、光ファイバを得る線引工程に用いられる光ファイバ
冷却装置において、冷却効率が高く、かつ光ファイバの
強度低下を招く原因となる冷却ガスによる光ファイバの
振動を防止することのできる光ファイバ冷却装置を提供
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
係る、光ファイバ母材を加熱溶融し、線引きすることに
より紡糸した光ファイバを、線引き途中に、冷却ガスが
供給される冷却管内を挿通させて冷却する光ファイバ冷
却装置において、前記冷却管は、前記冷却ガスを該冷却
管内に導入するための冷却ガス導入口と、前記光ファイ
バを該冷却管内に導入し、かつ前記冷却ガスを該冷却管
外に排出するための冷却ガス排出口と、該冷却管の内壁
面から前記冷却ガス排出口側に向かって徐々に絞り込ま
れる円錐形状を有する冷却ガス流制御部とを具備するこ
とを特徴とする光ファイバ冷却装置により達成される。
また、上記光ファイバ冷却装置は、前記冷却ガス流制御
部が前記冷却管とは別体に構成され、着脱自在に該冷却
管に付設する構成、また前記冷却ガス流制御部が前記冷
却ガス排出口を按分するように光ファイバの線引き方向
に沿って分割された組体とする構成、あるいは前記冷却
ガス流制御部が前記冷却管の内壁と一体に形成される構
成とすることができる。

【０００９】上述のような本発明に係る構成によれば、
冷却ガス流制御部は、その内壁が円錐状で、冷却管の内
壁に連続する緩やかな傾斜面を形成しており、冷却ガス
はこの傾斜面に沿って冷却ガス排出口に向かって流れ、
滞留すること無く、スムーズな排出が可能になる。しか
も、冷却ガスは、冷却ガス排出口に向かって、即ち一点
に向かって徐々に集まるように流れるため、徐々に流速
を増しながら冷却ガス排出口から排出される。そのた
め、光ファイバの挿通に伴う空気の巻き込みが抑えら
れ、気流の乱れが発生することも無く、また流速の増し
た冷却ガスが光ファイバの周囲に形成される高温の空気
層を強制的に排除する作用もあり、高い冷却効率を達成
することができる。このように、冷却ガス流制御部によ
り、気流の乱れが抑えられ、光ファイバの振動が大幅に
減少して、光ファイバが被覆装置のダイやニップルに衝
突するようなトラブルを防止することができ、また冷却
効率も高めることができる。

【００１０】また、冷却ガス流制御部を半割状に構成す
る場合には、線引開始時における線通しの際には、冷却
ガス流制御部を設置せず、光ファイバを巻き取り装置等
にセットし、光ファイバの挿通が安定した後に冷却ガス
流制御部を設置することが可能となり、作業性の向上と
ともに、光ファイバが冷却ガス排出口に接触するのを防
止することができる。また、冷却ガス流制御部を冷却管
の内壁と一体に形成する場合には、装置の部品数が減
り、コスト低減を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ファイバ冷
却装置の実施の形態について、図面を参照して説明す
る。尚、図１は、本発明に係る第１の実施の形態を示す
要部断面図であり、図２は、図１における冷却ガス流制
御部の一部破断斜視図である。また、図３は、本発明に
係る第２の実施の形態を示す要部断面図である。

【００１２】（第１の実施の形態）本第１の実施の形態
の冷却装置８は、図１に示すように、従来構成と同様
に、光ファイバ３を挿通し、ヘリウム等の冷却ガスによ
りこの光ファイバ３を冷却する冷却管１０、冷却管１０
に冷却ガスを導入する冷却ガス導入口９を備え、更に冷
却管１０の周りには該冷却管１０を冷却するための冷却
液１２を通す冷却液導入部１８を有している。冷却ガス
は、符号Ａで示されるように、光ファイバ３と接触しな
がら冷却管１０の内部を上昇し、冷却ガス排出口１１か
ら排出される。そして、従来の構成と異なるのは、冷却
管１０が、冷却ガス排出口１１側に向かって徐々に絞り
込まれている円錐状の内壁１６を有する冷却ガス流制御
部１４を備える点にある。

【００１３】この冷却ガス流制御部１４は、冷却管１０
とは別体に構成することができ、冷却管１０に対して
は、該冷却管１０に対応する部分への嵌着や必要に応じ
て例えば、螺合などにより着脱自在に構成することがで
きる。このように、着脱自在にすることにより、例え
ば、冷却ガス流制御部１４の内壁１６の傾斜角度の異な
ったものを複数種類用意しておくことにより、光ファイ
バ３の線引速度に適応する冷却ガス流制御部１４を選択
して装着することができる。また、図２に示すような２
部材の組み合わせ構造とすることもできる。即ち、図２
に示す冷却ガス流制御部１４は、光ファイバの線引方向
（図中、上下方向）に沿って半分に分割された構造であ
り、このような半分割の構成のものを２個用いて、互い
に接合面１４ａを合わせるように組み合わせて冷却ガス
流制御部１４として使用する。また、冷却ガス流制御部
１４には、冷却管１０の周端部に引掛けるように固定す
るためのフランジ１５が設けられている。

【００１４】このような冷却ガス流制御部１４の内壁１
６は、排出される冷却ガスの流れを規制する。即ち、冷
却ガス流制御部１４に、冷却ガス排出口１１に向かって
徐々に内壁を狭くする適宜角度がついていることによ
り、冷却ガスはこの内壁１６の緩やらかな傾斜面に沿っ
て冷却ガス排出口１１に向かって流れるため、従来のよ
うに冷却ガス排出口１１の近傍におけるガス流の乱れが
無くなり、スムーズに冷却装置８の外部に排出されるよ
うになる。従って、ガス流の乱れに伴う光ファイバ３の
振動が大幅に減少するようになり、光ファイバ３が被覆
装置４（図４参照）のダイやニップルに衝突することも
無くなる。さらに、冷却ガスは、冷却ガス流制御部１４
により、光ファイバ３に向かって徐々に集まるように流
速を増しながら流れるので、光ファイバ３が外部から巻
き込み、その周りに形成される高温の空気の層を強制的
に排除するため、高い冷却効率を達成することができ
る。

【００１５】また、図２に示すように、冷却ガス流制御
部１４を半割状とする場合には、線引開始時における線
通しの際には、冷却ガス流制御部１４を設置せず、光フ
ァイバ３を巻き取り装置にセットし、光ファイバ３の挿
通が安定した後にこの冷却ガス流制御部１４を設置する
ことが可能である。従って、冷却装置８に線通しすると
きに、比較的狭い冷却ガス排出口１１に線通しを行わず
に済み、線通し作業をスムーズに行える。また、線引開
始直後には、線速あるいは張力がある程度になるまでの
間は光ファイバ３が振動しやすいことから、この冷却ガ
ス流制御部１４が光ファイバ３の走行が安定した後に設
置可能となることにより、線引き開始直後において光フ
ァイバ３が冷却ガス流制御部１４の冷却ガス排出口１１
に衝突するようなトラブルを回避でき、光ファイバ３の
強度低下や損傷、切断等を回避することができる。

【００１６】（第２の実施の形態）以下、図３を参照し
て、本発明に係る光ファイバの冷却装置の第２の実施の
形態について説明する。図３に示す第２の実施の形態の
冷却装置３８は、図１に示した第１の実施の形態と同様
に、冷却ガスにより光ファイバ３を冷却する冷却管１
０、該冷却管１０に冷却ガスを導入する冷却ガス導入口
９、冷却管１０を冷却する冷却液１２を通す冷却液導入
部１８を有している。

【００１７】そして、前記第１の実施の形態において
は、半分に分割した部材の組体構造の冷却ガス流制御部
を用いたが、本第２の実施の形態においては、冷却管１
０と冷却ガス流制御部３４とが一体化した構成となって
いる。本実施の形態においては、冷却ガス流制御部３４
の円錐状の内壁３６が冷却管１０の内壁に連続して形成
されており、この場合も、冷却ガスは冷却ガス流制御部
３４の内壁３６の表面に沿って、気流の乱れを起こすこ
と無く、冷却ガス排出口１１から連続排出される。

【００１８】なお、上記両実施の形態においては、冷却
ガス流制御部１４，３４の内壁１６，３６の傾斜角度
は、特に限定するものではなく、光ファイバ３の線引速
度や冷却ガスの流入量等を考慮して適宜設定することが
できる。また、冷却ガス流制御部１４，３４の内壁１
６，３６はフラットな面に構成されたが、本発明におい
ては、これに限定されるものではなく、適宜湾曲した構
成、また周端からガス排出口１１に向かう多数の直線
溝、あるいは螺旋状に向かう溝を形成する構成等とする
こともできる。

【００１９】（実施例）以下、本発明に係る冷却装置を
用いた光ファイバの製造工程の実施例を説明する。本実
施例では、図４に示す装置に、本発明に係る図１に示す
冷却装置を用いて光ファイバの製造を行った。光ファイ
バ母材１（図４参照）には、外径３６ｍｍφのものを用
い、ヒーター２の温度を２０００℃として、光ファイバ
母材１を加熱溶融した。そして、光ファイバ３は、素線
の径が１２５μｍになるようにし、また、被覆用樹脂に
は、ＵＶ硬化型の樹脂（ＪＳＲ製Ｒ１０５５）を用い、
樹脂被覆した外径寸法が２００μｍになるように、線引
した。また、比較のために、従来の冷却装置（図５に示
す冷却装置）を用いて、同様の線引を行った。

【００２０】その結果、比較例においては、線速４００
m/min.以上の線速になると被覆径が細くなり、また、被
覆径が不安定になった。また、線速４００m/min.以下の
速度でも、線速の上昇に伴って、光ファイバの振動が大
きくなった。これに対して、実施例の場合には、線速５
００m/min.まで被覆径は安定しており、また、光ファイ
バの振動も比較例に比べて小さいものであった。このよ
うに、本発明に係る冷却装置は、従来の冷却装置に比べ
て、冷却効率が向上しており、光ファイバの振動も抑制
することができることが確認された。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光フ
ァイバ冷却装置によれば、冷却ガス流制御部により、気
流の乱れを抑えることができ、光ファイバの振動を低減
して光ファイバが被覆装置のダイやニップルに衝突して
強度低下や損傷、切断することを防止することができ
る。更に、光ファイバの振動が抑制されるため、被覆の
乱れが抑制され、極めて良好な被覆が高速にて可能にな
る。また、冷却ガスの流速が高められ、光ファイバの周
囲に形成される高温の空気層を強制的に排除するため、
高い冷却効率を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバの冷却装置の第１の実
施の形態を示す要部断面概略図である。

【図２】図１に示す実施の形態における冷却ガス流制御
部の一部を示す斜視図である。

【図３】本発明に係る光ファイバの冷却装置の第２の実
施の形態を示す要部断面概略図である。

【図４】一般的に用いられる線引装置の概略図である。

【図５】従来の冷却装置の概略図である。

【符号の説明】

１光ファイバ用母材２ヒーター３光ファイバ４被覆装置５硬化炉６被覆用樹脂タンク７樹脂供給管８，３８冷却装置９冷却ガス導入口１０冷却管１１冷却ガス排出口１２冷却液導入口１３冷却管上部１４，３４冷却ガス流制御部１５フランジ１６，３６内壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ母材を加熱溶融し、線引きす
ることにより紡糸した光ファイバを、線引き途中に、冷
却ガスが供給される冷却管内を挿通させて冷却する光フ
ァイバ冷却装置において、前記冷却管は、前記冷却ガスを該冷却管内に導入するた
めの冷却ガス導入口と、前記光ファイバを該冷却管内に
導入し、かつ前記冷却ガスを該冷却管外に排出するため
の冷却ガス排出口と、該冷却管の内壁面から前記冷却ガ
ス排出口側に向かって徐々に絞り込まれる円錐形状を有
する冷却ガス流制御部とを具備することを特徴とする光
ファイバ冷却装置。
【請求項２】前記冷却ガス流制御部が、前記冷却管と
は別体に構成され、着脱自在に該冷却管に付設されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ冷却装置。
【請求項３】前記冷却ガス流制御部が、前記冷却ガス
排出口を按分するように光ファイバの線引き方向に沿っ
て分割された組体として構成されることを特徴とする請
求項２に記載の光ファイバの冷却装置。
【請求項４】前記冷却ガス流制御部が、前記冷却管の
内壁と一体に形成されていることを特徴とする請求項１
に記載の光ファイバの冷却装置。