KR100287931B1 - 광파이버와이어드로잉로 - Google Patents

광파이버와이어드로잉로 Download PDF

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KR100287931B1
KR100287931B1 KR1019960027207A KR19960027207A KR100287931B1 KR 100287931 B1 KR100287931 B1 KR 100287931B1 KR 1019960027207 A KR1019960027207 A KR 1019960027207A KR 19960027207 A KR19960027207 A KR 19960027207A KR 100287931 B1 KR100287931 B1 KR 100287931B1
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코헤이 코바야시
히로아키 오오타
카즈야 쿠와하라
카쯔유키 쯔네이시
히데오 미야키
야스오 마쯔다
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오카야마 노리오
스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 고리형상의 히터에 의해서 가열되는 광파이버용 모재의 둘레 방향을 따른 온도분포가 불균일하고, 광파이버와이어드로잉로로부터 와이어드로잉되는 광파이버는, 비원율을 작게할 수 없는 종래의 과제를 해결하고, 비원율이 보다 작은 과아이버를 와이어드로잉할 수 있는 광파이버와이어드로잉로를 제공하는 것을 목적으로 한것이며, 그 해결수단으로서, 광파이버용 모재(15)가 공급되는 노심관(13)과, 이 노심관(13)을 둘러싼 히터(18)와, 이 히터(18)로부터 돌출하는 동시에 복수의 전극부(29),(30)를 개재해서 전원(33)에 접속하는 전극접속부(22)∼(25)를 가진 광파이버와이어드로잉로에 있어서, 히터(18)의 둘레방향을 따른 온도 분포를 균일화시키는 균일화수단, 예를들면, 전극접속부(22)∼(25)를 전극부(29),(30)의 개수보다 많게 배치한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

광파이버와이어드로잉로
제1도는 본 발명의 제1형태에 의한 광파이버와이어드로잉로의 일실시예의 개략적인 구조를 표시한 단면도 이고, 제2도 중의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라서 전개한 상태를 표시한 도면.
제2도는 제1도 중의 화살표 Ⅱ-Ⅱ의 단면을 따른 전체의 개념도.
제3도는 제1도 및 제2도에 표시한 실시예에 있어서의 히터의 외관을 표시한 사시도.
제4도는 와이어도로잉경과시간과 비원율(非圓率)과의 관계를 표시한 그래프.
제5도는 본 발명에 의한 광파이버와이어드로잉로의 다른 실시예의 개념도.
제6도는 제5도에 표시한 실시예에 있어서의 히터의 외관을 표시한 사시도.
제7도는 본 발명에 의한 광파이버와이어드로잉로의 또 다른 실시예의 개념도이며, 제8도중의 화살표 Ⅶ-Ⅶ 단면을 따라서 전개한 상태를 표시한 도면.
제8도는 제7도중의 화살표 Ⅷ-Ⅷ 단면을 따른 전체의 개념도.
제9도는 종래의 와이어드로잉로의 개략적인 구조를 표시한 개념도.
제10도는 종래의 와이어드로잉로에 사용되는 히터의 외관을 표시한 사시도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 단열재 12 : 노체
13 : 노심관 14 : 지지막대
15 : 광파이버용 모재 16 : 개구부
17 : 시일판 18 : 히터
19 : 개구부 20 : 광파이버
21 : 발열부 22∼25, 43, 45 : 전극접속부
26, 27 : 연결지그(治具) 28 : 접속부재
29, 30, 44, 46 : 전극부 31, 37 : 변압기
32, 38 : 전력제어유니트 33, 39 : 단상교류전원
34, 35 : 지주부(支柱部) 36 : 연장부
40 : 슬릿부분 41 : 내측히터
42 : 외측히터
본 발명은, 비원율(非圓率)이 작은 광파이버를 와이어드로잉할 수 있는 광파이버와이어드로잉로에 관한 것이다.
광파이버는, 광파이버용 모재를 광파이버와이어드로잉장치의 와이어드로잉로내에서 가열용융하여, 이 광파이버용 모재의 하단부를 와이어드로잉함으로써 얻을 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를들면 일본국 특개소 63-8233호 공보 등에 개시되어 있는 바와같이, 광파이버용 모재의 하단부로부터 인출된 광파이버는, 수지 도포기에 의해서 외주면에 자외선 경화수지 등의 수지보호막이 도포되고, 또 수지경화장치를 통과시켜서 이 수지보호막을 경화시킨 후, 광파이버소선으로서 권취기(卷取機)에 감기도록 되어있다. 그리고, 와이어드로잉로와 수지 도포기와의 사이에 설치된 외경측정기에 의해서 광파이버의 외경치수가 계측되고, 이 외경치수가 일정하게 되도록, 광파이버용 모재로부터 인출되는 광파이버의 와이어드로잉속도를 조정한다.
그런데, 광파이버가 진원(眞圓)으로부터 벗어나 있으면, 광코넥터를 위치 결정하기 위한 페루울(ferrule)에 형성되는 광파이버장착용의 구멍직경을 크게하지 않으면 않되고, 이 구멍의 축선과 광파이버의 축선과의 중심편차가 커지고, 나아가서는 접속손실이 크게 될 염려가 있다. 마찬가지로, 위치결정블록에 형성한 V홈을 이용해서 1쌍의 광파이버를 맞부딛쳐서, 이들을 상호접속하는 경우에도, V홈에 접촉하는 부분의 광파이버의 반경치수가 불균일하기 때문에, 광파이버가 진원으로부터 벗어나는 것은, 접속시의 축편차나 접속손실의 원인으로 된다.
광파이버의 단면형상이 진원으로부터 어느정도 벗어나 있는가를 표시하는 파라미터로서 비원율이 알려져 있다. 이것은, 광파이버의 원주방향을 따라서 그 외경치수를 복수의 개소 측정하고, 이에 의해서 얻어진 가장 긴 외경을 장경, 가장 짧은 외경을 단경, 전체측정치의 평균치를 평균직경으로 하였을 경우, (긴직경-짧은직경)/(평균직경)으로 정의되는 것이다. 일반적으로는, 대상이 되는 원의 최대 직경을 D1로 하는 동시에 최소직경을 D2로 했을때, 비원율ε은 하기식과 같이 표시된다.
ε={2x(D1-D2)/(D1+D2)}x100 (%)
종래, 이 비원율을 0에 될수있는 대로 접근시키기 위하여, 광파이버용 모재의 하단부를 와이어드로잉로의 중심에 합치시키고, 광파이버용 모재를 그 원주방향을 따라서 균일하게 가열하도록 하고 있다. 또, 일본국 특개평 1-96042호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 노심관(爐心管)을 회전시킴으로써 온도의 불균일을 해소하거나, 일본국 특개평 6-227837호 공보에 개시되어 있는 바와같이, 상호 180°떨어저서 대향하는 1쌍의 전극접속부를 노체의 외벽까지 연장하고, 이들 전극접속부의 선단부분에 전극을 접속함으로써, 히터의 원주방향을 따른 온도불균일을 억제해서 비원율을 작게하는 것이 각각 제안되어 있다.
이와 같은 종래의 와이어드로잉로의 일예의 단면구조를 제9도에 표시하고, 그 히터부분의 외관을 제 10도에 표시한다. 즉, 단열재(101)를 내장한 노체(102)의 중앙부에는, 원통형상을 이루는 노심관(103)이 조립되어 있다. 또, 노체(102)의 중앙부와 노심관(103)과의 사이에는, 전체로서 원통형상을 이루는 히터(104)가 설치되고, 이 히터(104)에 의해서 노심관(103)내에 공급되는 도시하지 않은 광파이버용 모재의 하단부가 가열되어, 용융상태가 되어서 노체(102)의 하단부로부터 광파이버로서 와이어드로잉된다.
히터(104)는, 상하방향으로 지그재그로 전체로서 원통형상을 이루는 발열부(105)와, 이들 발열부(105)의 원주방향으로 180°떨어져서 대향하는 2개 1조의 전극접속부(106),(107)를 가지고, 발열부(105)의 상단부로부터 위로 올라가서 직경방향바깥쪽으로 돌출하는 L자형상을 이루는 이들 1조의 전극접속부(106),(107)에는, 노체(102)의 바깥쪽으로 인도되는 1조의 전극부(108),(109)가 각각 접속부재(110)를 개재해서 연결되어 있다. 이들 1조의 전극부(108),(109)는, 변압기(111) 및 전력제어유니트(112)를 개재해서 단상교류전원(113)에 접속하고, 이 단상교류전원(113)으로부터 전력제어유니트(112)를 개재해서 공급되는 전류는, 한쪽의 전극부(108)로부터 접속부재(110) 및 한쪽의 전극접속부(106)를 개재해서 발열부(105)를 통과하고, 다른쪽의 전극접속부(107)로부터 접속부재(110) 및 다른쪽의 전극부(109)로 흐르거나, 혹은 이 반대로 흘러, 발열부(105)를 발열시킨다.
최근, 광파이버의 저코스트화에 따라서, 광파이버용 모재가 대직경화하는 동시에 그 와이어드로잉속도가 빨라져가고 있다. 또, 와이어드로잉로는, 예를들면 전극이나 냉각수류로의 존재에 의해서, 원주방향을 따른 약간의 불균일을 피할 수 없다. 이와 같은 원주방향을 따른 온도분포의 불균일은, 광파이버용 모재가 소직경의 경우보다도 대직경의 분만큼, 이광파이버용 모재의 내부에 온도불균일을 가져오게 된다. 또한, 종래보다도 고속으로 광파이버를 와이어드로잉하였을 경우에는, 광파이버용 모재가 용융하여 축소되어 온도불균일이 완화되는 넥다운부분의 통과시간이 짧아저버리고, 상기 설명한 온도의 불균일이 더욱 더 해소되기 어렵게되므로, 한층 더 비원율이 커지는 경향이 있다.
또, 일본국 특개평 1-96042호 공보에 개시된 노심관을 회전시키는 방법의 경우, 원주방향을 따른 광파이버용 모재의 온도불균일이 완화되기 때문에, 광파이버의 비원율을 작게 할 수 있으나, 반대로 노심관을 회전함으로써, 노대의 가스의 흐름이 흐트러져서 외경치수의 변동이 커지게 되어, 광코넥터를 사용한 접속이나, 접속단부를 상호용융해서 접속하는 경우에 있어서의 접속손실의 증대를 가져온다.
또한, 일본국 특개평 6-227837호 공보에 개시된 1쌍의 전극접속부를 노체의 외벽까지 연장하는 방법에서는, 히터의 원주방향을 따른 온도불균일이 종래의 것보다 개선되지만, 여전히 180°떨어져서 대향하는 1쌍의 전극접속부의 근방의 분위기 온도와 이것과 직교하는 방향의 분위기온도에 차가 있기 때문에, 얻어지는 광파이버의 단면이 타원으로 되는 경향이 있는 것에 변함이 없었다.
본 발명의 목적은, 비원율이 보다 작은 광파이버를 와이어드로잉할 수 있는 광파이버와이어드로잉로를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 1의 형태는, 광파이버용 모재가 공급되는 노심관과, 이 노심관을 둘러싼 히터와, 상기 히터로부터 돌출하는 동시에 복수의 전극부를 개재해서 전원에 접속하는 전극접속부를 가진 광파이버와이어드로잉로에 있어서, 상기 히터의 둘레방향을 따른 온도분포를 균일화시키는 균일화수단을 설치한 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로이다.
또, 본 발명의 제 2의 형태는, 광파이버용 모재가 공급되는 노심관과, 이 노심관을 둘러싼 내측히터와, 이 내측히터를 사이에 두고 대향하도록 상기 내측히터에 돌출설치되고, 또한 1쌍의 전극부를 개재해서 전원에 접속하는 1쌍의 내측전극접속부와, 상기 내측히터를 둘러싼 외측히터와, 상기 1쌍의 내측전극부의 대향방향에 수직인 방향으로 상기 외측히터를 사이에 두고 대향하도록 이 외측히터에 돌출형성되고, 또한 1쌍의 전극부를 개재해서 전원에 접속하는 1쌍의 외측전극접속부를 구비한 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로이다.
본 발명의 제 1의 형태에 의하면, 균일화수단을 설치하였으므로, 히터의 둘레방향을 따른 온도분포가 보다 균일화된다. 또, 전극접속부를 전극부보다도 많게 한 경우나, 전극부를 3개 이상 배치한 경우에도, 히터의 둘레방향을 따른 온도 분포가 보다 균일화 된다.
또, 본 발명의 제 2의 형태에 의하면, 내측히터에 돌출형성된 1쌍의 전극 접속부의 대향방향과, 외측히터에 돌출형성된 1쌍의 전극접속부의 대향방향이 교차 해 있고, 이들 내측히터 및 외측히터에 의해서 노심관의 원주방향을 따른 온도분포가 균일화 된다.
어느 형태의 경우도, 히터에 의해서 막대형상을 이루는 광파이버용 유리 모재의 하단부가 가열되어 연화하고, 이 부분을 아래쪽으로 연신함으로써 광파이버가 연속적으로 와이어드로잉된다.
광파이버용 모재가 공급되는 노심관과, 이 노심관을 둘러싼 히터와, 히터로부터 돌출하는 동시에 복수의 전극부를 개재해서 전원에 접속하는 전극접속부와, 히터의 둘레방향을 따른 온도분포를 균일화시키는 균일화수단을 구비한 본 발명의 제 1의 형태의 광파이버와이어드로잉로에 있어서, 균일화수단으로서 히터의 둘레방향을 따른 히터의 전류경로의 단면적의 변경에 의하는 것이나, 히터의 긴쪽방향의 통로길이의 그 둘레방향을 따른 변경에 의한 것을 채용할 수 있다.
또, 균일화수단이, 히터의 둘레방향을 따라서 거의 등간격으로 2의 정수배의 개수로 배치한 전극부와, 히터의 둘레방향을 따라서 거의 등간격으로 2의 정수배의 개수로 배치한 전극접속부를 가지는 것이어도 되고, 이 경우, 전원은, 단상 교류인 것이 바람직하다. 마찬가지로, 균일화수단이, 히터의 둘레방향을 따라서 거의 등간격으로 3의 정수배의 개수로 배치한 전극부와, 히터의 둘레방향을 따라서 거의 등간격으로 3의 정수배의 개수로 배치한 전극접속부를 가지고, 전원이, 3상 교류인 것도 가능하다.
복수의 전극접속부에는, 각각 전극부가 개별적으로 연결되도록 해도 되나, 균일화수단이, 2개의 전극부와, 4개이상의 2의 정수배의 전극접속부와, 이들 전극접속부의 개수의 1/2개로 연결하는 2개의 연결지그를 가지고, 각 연결지그에 각각 전극부를 연결하는 것도 가능하다.
또한, 한쪽의 전극부로부터 다른쪽의 전극부에 이르는 복수의 전류경로의 전기저항치를 모두 동등하게 설정하는 것이 바람직하고, 이 때문에 흑연제의 히터를 채용하는 것이 유효하다. 또, 광파이버용 모재가 고급되는 노심관과, 이 노심관을 둘러싼 내측히터와, 이 내측히터를 사이에 두고 대향하도록 상기 내측히터에 돌출하여 형성되고, 또한 1쌍의 전극부를 개재해서 전원에 접속하는 1쌍의 내측전극접속부와, 내측히터를 둘러싼 외측히터와, 1쌍의 내측전극부의 대향방향에 수직인 방향으로 외측히터를 사이에두고 대향하도록 이 외측히터에 돌출형성되고, 또한 1쌍의 전극부를 개재해서 전원에 접속하는 1쌍의 외측전극접속부를 구비한 본 발명의 제 2형태에 의한 광파이버와이어드로잉로에 있어서, 히터의 둘레방향을 따른 히터의 전류경로의 단면적을 변경하거나, 히터의 긴쪽방향의 통로길이를 그 둘레방향을 따라서 변경하는 것도 유효하다.
이하, 본 발명에 의한 광파이버와이어드로잉로의 실시예에 몇개에 대해서, 제 1도∼제 8도를 참조하면서 상세히 설명한다.
본 발명의 제 1형태에 의한 광파이버와이어드로잉로의 일실시예의 단면구조를 제 1도에 표시하고, 그 Ⅱ-Ⅱ화살표 단면구조를 제 2도에 표시한다. 즉, 단열재(11)를 내장한 노체(12)의 중앙부에는, 원통형상을 이루는 노심관(13)이 조립되어 있다. 도시하지 않은 불활성가스공급원으로부터 헬륨이나 질소등의 불활성가스가 공급되는 노심관(13)내에는, 지지봉(14)에 의해서 매달린 광파이버용 모재(15)가 수납된다. 이 광파이버용 모재(15)는, 노체(12)의 상단부에 형성된 개구부(16)로부터 노심관(13)내 삽입되고, 지지봉(14)이 슬라이딩가능하게 관통하는 시일판(17)에 의해서, 개구부(16)는 폐쇄된 상태로 되어있다. 또한, 노체(12)의 중앙부와 노심관(13)과의 사이에는, 전체로서 원통형상을 이루는 흑연히터등의 히터(18)가 설치되고, 이 히터(18)에 의해서 광파이버용 모재(15)의 하단부가 가열되어 용융상태로 된 노체(12)의 하단부에 형성된 개구부(19)로부터 광파이버(20)로서 와이어드로잉된다.
제 2도 및 본 실시예에 있어서의 히터(18)부분의 외관을 나타낸 제 3도에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 히터(18)는, 상하방향으로 지그재그로 전체로서 원통형상을 이루는 발열부(21)와, 이 발열부(21)의 원주방향을 따라서 180°떨어져서 대향하도록 발열부(21)의 상단부로부터 위로올라가는 1쌍의 지주부(34),(35)와, 이들 1쌍의 지주부(34),(35)의 상단부로부터 발열부(21)의 원주방향을 따라서 각각 두 방향으로 분기한 부분의 양단부로부터 직경방향 바깥쪽으로 각각 돌출하는 전극접속부(22)∼(25)를 가지고, 이들 전체가 흑연에 의해 형성되어 있다.
본 실시예에서는, 1쌍의 지주부(34),(35)사이의 발열부(21)의 원주방향을 따른 중간부분에, 발열부(21)의 긴쪽방향(제 3도중, 상하방향)을 따른 높이를 다른 부분보다도 길게 설정한 연장부(36)를 형성하고 있고, 지주부(34),(35)와의 열균형을 취할 목적으로, 180°떨어져서 대향하는 이들 연장부(36)를 형성함으로써, 전체로서 히터(18)의 둘레방향 및 그 높이방향을 따라서 균일한 온도분포를 실현하도록 하고 있다. 또, 이 히터(18)의 발열부(21)의 판두께, 즉 직경방향의 두께는, 모든 개소에서 균일하게 설정되고, 또, 발열부(21)의 전류통로를 형성하는 슬릿부분(40)의 둘레방향을 따른 폭치수도 모두 동등하게 설정되어 있다.
한편, 상기 전극접속부(22)∼(25)는, 반원호형상을 이루는 1쌍의 연결지그(jig)(26),(27)의 양단부에 각각 접속부재(28)를 개재해서 연결되고, 이들 1쌍의 연결지그(26),(27)의 중앙부에는, 노체(12)의 바깥쪽으로 인도되는 1쌍의 전극부(29),(30)가 각각 연결되어 있다. 이들 2조의 전극부(29),(30)는, 변압기(31) 및 전력제어유니트(32)를 개재해서 단상교류전원(33)에 접속되어 있고, 한쪽의 전극부(29)로부터 한쪽의 연결지그(26), 접속부재(28), 한쪽의 전극접속부(22),(23), 한쪽이 지주부(34), 발열부(21), 다른쪽의 지주부(35), 다른쪽의 전극접속부(24),(25), 접속부재(28), 다른쪽의 연결지그(27)를 통과해서 각각 다른쪽의 전극부(30)에 이른다.
본 실시예에서는, 전극부(29)로부터 2개의 전극접속부(22),(23)를 통과해서 지주부(34)에 합류하는 부분 및 지주부(34),(35)의 사이를 발열부(21)의 우회전과 좌회전을 통과하는 부분 및 지주부(35)로부터 2개의 전극접속부(24),(25)를 통과해서 전극부(30)에 합류하는 부분은, 모두 기하학적으로 대칭으로 설정하고 있다.
이와같이, 모든 분기하는 전류경로를 기하학적으로 대칭으로 함으로써, 각 전류경로의 저항치의 불균일을 사용재료의 저항치의 불균일만으로 할 수 있다. 이 경우, 흑연은 저항치의 불균일을, 예를 들면 5%이하로 하는 것이 용이하므로, 히터(18)를 흑연으로 형성하는 것은 극히 유효하게 된다.
이와같이, 단상교류전원(33)으로부터 전력제어유니트(32)를 개재해서 공급되는 전류는, 한쪽의 전극부(29)로부터 한쪽의 연결지그(26), 접속부재(28), 한쪽의 전극접속부(22),(23), 한쪽의 지주부(34), 발열부(21)를 통과하고, 다른쪽의 지주부(35), 다른쪽의 전극접속부(24),(25), 접속부재(28), 다른쪽의 연결지그(27) 및 다른쪽의 전극부(30)에 흐르거나, 또는 이 반대로 흐르나, 발열부(21)를 구성하는 전류통로의 통로단면적을, 지주부(34),(35) 및 전극접속부(22)∼(25) 등의 히터(18)를 구성하는 다른 부분보다도 작게 함으로써, 발열부(21)에서의 발열량을 올리도록 하고 있다.
본 실시예에서는, 방열량이 많은 전극접속부(22)∼(25)와 접속부재(28) 및 전극부(29),(30)와의 연결부분을 발열부(21)의 원주방향을 따라서 등간격으로 4개 배설했으므로, 전극접속부(106),(107)가 180°떨어져서 1쌍 밖에 없는 제 9도 및 제 10도에 표시한 종래의 히터(104)를 사용한 경우보다도, 원주방향을 따른 히터(18)의 온도분포가 보다 균일화되고, 와이어드로잉 경과시간과 비원율과의 관계를 표시하는 제 4도에 표시한 바와 같이, 예를들면 광파이버용 모재(15)의 전체길이에 걸쳐서 광파이버(20)의 비원율ε을 0.2%미만으로 억제할 수 있고, 비원율ε이 0.3∼0.7%정도가 되는 제 9도 및 제 10도에 표시한 종래의 것보다 광파이버(20)의 진원도를 보다 향상시키는 동시에 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 지주부(34),(35)는, 발열부(21)보다도 통로단면적을 넓게 설정하고 있으므로, 발열량은 상대적으로 작아진다. 그러나, 지주부(34),(35)자체도 어느 정도를 발열하는데다가, 발열부(21)로부터의 열전도가 있기때문에, 지주부(34),(35)의 근방과 이들로부터 원주방향으로 떨어진 개소에서는 온도불균일이 발생하는 경향을 가진다. 그래서, 지주부(34),(35)는 이것과 직교하는 연장부(36)를 원주방향을 따라서 형성함으로써, 이 원주방향의 온도불균형을 보정하고, 원주방향을 따른 온도분포를 히터(18)의 모든 높이방향으로 균일화시킬 수 있다.
이와 같이, 원주방향을 따른 온도분포를 히터(18)의 모든 높이방향에서 균일화하지 않으면, 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 와이어드로잉로의 온도분포는, 이 와이어드로잉로내에 매달리는 광파이버용모재(15)의 형상에 의해서 영향을 받으나, 광파이버용 모재(15)는, 와이어드로잉작업의 진행에 따라서 형상변화를 일으키기 때문에, 원주방향을 따른 온도분포가 히터(18)의 모든 높이방향에서 균일하지 않을 경우, 이에 의한 영향은, 와이어드로잉작업의 진행에 따라서 광파이버용 모재(15)의 길이와 함께 변화하게 된다. 즉, 지주부(34),(35)의 존재에 의해서 원주방향을 따른 온도분포가 불균일하게 되는 것을, 연장부(36)를 형성함으로써 균일화하는 것은, 광파이버용모재(15)에 대한 와이어드로잉작업의 진행의 여하에 불구하고, 원주방향을 따른 온도분포를 균일화하는데 극히 유효하다.
상기 설명한 실시예에서는, 1개의 지주부(34),(35)에 각각 전극접속부(22)∼(25)를 2개씩 형성했으나, 각 전극접속부(22)∼(25)마다 지주부(34),(35)를 각각 형성하는 것도 당연히 가능하다.
이와 같은 본 발명에 의한 다른 실시예의 단면구조를 제 5도에 표시하고, 그 히터의 외관을 제 6도에 표시하나, 앞의 실시예와 동일한 기능을 가지는, 이것과 동일한 부호를 부여하고, 중복하는 설명은 생략한다.
즉, 본 실시예에 있어서의 히터(18)는, 발열부(21)의 원주방향을 따라서 90° 걸러 위쪽으로 돌출하는 4개에 의해 2조인 지주부(34),(35)와, 이들 지지부(34),(35)의 상단부로부터 직경방향의 바깥쪽에 각각 돌출하는 전극접속부(22)∼(25)를 가지고. 전체가 흑연에 의해 형성되어 있다. 이들 2조의 전극접속부(22)∼(25)에는, 노체(12)의 바깥쪽으로 인도되는 4개에 의해 2조의 전극부(29),(30)가 각각 접속부재(28)를 개재해서 연결되어 있다.
또, 변압기(31)로부터 2개의 전극부(29)에 이르는 각 케이블의 임피던스는 합치시키고 있고, 마찬가지로, 변압기(31)로부터 2개의 전극부(30)에 이르는 각 케이블의 임피던스도 합치시키고 있다. 또한, 각 전극부(29)로부터 2개의 전극접속부(22),(23), 2개의 지주부(34), 발열부(21)의 각각 ¼, 2개의 지주부(35), 2개의 전극접속부(24),(25), 2개의 전극부(30)에도 달하는 4개의 전류경로는, 모두 기하학적으로 대칭으로 설정되어 있다. 이에 의해 각 전류경로의 저항치의 불균일을 사용재료의 저항치의 불균일만으로 할 수 있다. 이 경우, 흑연은, 저항치의 불균일을, 예를들면 5%이하로 하는 것이 용이하므로, 히터(18)를 흑연으로 형성하는 것은 극히 유효하게 된다.
본 실시예에 있어서도, 발열량이 많은 전극접속부(22)∼(25)와 접속부재(28) 및 전극부(29),(30)와의 연결부분을 발열부(21)의 원주방향을 따라서 등간격으로 4개 배치했으므로, 전극접속부(106),(107)가 180°떨어저서 1쌍 밖에 없는 제 9도 및 제 10도에 표시한 종래의 히터(104)를 사용한 경우보다도, 원주방향을 따른 히터(18)의 온도분포가 보다 균일화되고, 와이어드로잉 경과시간과 비원율과의 관계를 표시하는 제 4도에 표시한 바와 같이, 예를들면 광파이버용 모재(15)의 전체길이에 걸쳐서 광파이버(20)의 비원율ε을 0.2%미만으로 억제할 수 있고, 비원율ε이 0.3∼0.7%정도가 되는 제 9도 및 제 10도에 표시한 종래의 것보다도 광파이버(20)의 진원도를 보다 향상시키는 동시에 일정하게 유지할 수 있다.
다음에, 또 제 5도 및 제 6도에 표시한 실시예에 있어서, 흑연자체의 저항치의 불균일을 보정하기 위해서, 히터(18)의 각 단자간, 즉 전극접속부(22)와 전극접속부(24)와의 사이, 전극접속부(22)와 전극접속부(25)와의 사이, 전극접속부(23)와 전극접속부(24)와의 사이, 전극접속부(23)와 전극접속부(24)와의 사이의 전기저항치의 불균일을 2.2%이하가 되도록 조정했다.
본 실시예에서는, 각 단자간의 저항치를 0.09오옴(이 경우, 케이블을 접속한 히터(18)전체의 저항은 0.03오옴)으로 설정했으므로, 이 저항치의 불균일은 2x10-3오옴이하로 조정하였다. 구체적으로는, 저항치가 작은 단자사이에 위치하는 발열부(21)의 슬릿부분(40)의 폭치수를 넓게 설정하고, 이 부분의 저항이 크게 되도록 했다. 이 경우, 슬릿부분(40)의 폭치수를 넓게하는 대신에 발열부(21)의 두께를 얇게 설정해도, 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다. 이 결과, 제 4도의 2점쇄선으로 표시한 바와 같이, 광파이버용 모재(15)의 전체길이에 걸쳐서 광파이버(20)의 비원율ε을 0.15%미만으로 억제할 수 있었다.
상기 설명한 2종류의 본 실시예에서는, 발열부(21)의 상단부에 4개로 2조의 전극접속부(22)∼(25)를 형성했으나, 반대로 이 전극접속부(22)∼(25)를 발열부(21)의 하단부에 형성하거나, 이것을 3조이상 형성하는 것도 당연 가능하다. 또, 단상교류전원(36) 대신에 3상교류 전원을 사용하는 경우에는, 전극접속부 및 전극부를 각각 3의 정수배만큼 배치하고, 전극부를 균등하게 3개의 전원단자에 접속하여, 각 전극접속부에 균등한 전류가 공급되도록 하고, 원주방향을 따른 히터의 온도분포를 균일하게 유지하면 된다.
다음에, 종래와 완전히 동일한 히터를 복수사용함으로써, 상기 설명한 실시예와 동일한 효과를 얻은 것이 가능한 본 발명의 제 2의 형태에 의한 광파이버와이어드로잉로에 대해서 설명한다. 이 본 발명의 제 2의 형태에 대응한 광파이버와이어드로잉로의 실시예의 단면구조를 제 7도에 표시하는 동시에 그 화살표 Ⅷ-Ⅲ의 단면구조를 제 8도에 표시하나, 먼저의 실시예와 동일한 기능을 가지는 부재에는, 이것과 동일부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.
즉, 노심관(13)에 근접해서 이것을 둘러싸는 원통형상의 내측히터(41)와, 이 내측히터(41)를 또 둘러싸는 원통형상의 외측히터(42)는, 노심관(13)에 대해서 동심형상을 이루도록 배치되어 있다. 이들 내측히터(41) 및 외측히터(42)는, 먼저 실시예와 마찬가지로, 상하로 지그재그로 전체로서 원통형상을 이루는 전열부(21)를 각각 가진다.
내측히터(41)의 상단부에는, 직경방향바깥쪽에 돌출하는 1쌍의 전극접속부(43)가 상호 180°떨어져서 일체적으로 형성되어 있고, 이들 전극접속부(43)의 선단부에는, 노체(12)의 바깥쪽으로 인도되는 1쌍의 전극부(44)가 각각 접속부재(28)를 개재해서 연결되어 있다. 이들 1쌍의 전극부(44)는, 변압기(31) 및 전력제어유니트(32)를 개재해서 단상교류전원(33)에 접속하고 있고, 한쪽의 전극부(44)로부터 접속부재(28), 한쪽의 전극접속부(43), 발열부(21), 다른쪽의 전기접속부(43), 접속부재(28)를 통과해서 다른쪽의 전극부(30)에 이르는 모든 전류경로는, 기하학적으로 대칭으로 설정되어 있다.
또, 외측히터(42)의 상단부에는, 직경방향의 바깥쪽으로 돌출하는 1쌍의 전극접속부(45)가 상호 180°떨어저서 일체적으로 형성되어 있고, 이들 전극접속부(45)의 선단부에는, 노체(12)의 바깥쪽으로 인도되는 1쌍의 전극부(46)가 각각 접속부재(28)를 개재해서 연결되어 있다. 이들 1쌍의 전극부(45)는, 변압기(37) 및 전력제어유니트(38)를 개재해서 단상교류전원(39)에 접속하고 있고, 한쪽의 전극부(46)로부터 접속부재(28), 한쪽의 전극접속부(45), 발열부(21), 다른쪽의 전극접속부(45), 접속부재(28)를 통과해서 다른쪽의 전극부(46)에 이르는 모든 전류경로는, 기하학적으로 대칭으로 설정되어 있다.
즉, 이들 내측히터(41)및 외측히터(42)는, 종래부터 주지하는 히터를 그대로 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 내측히터(41)의 전극접속부(43)의 대향방향과, 외측히터(42)의 전극접속부(45)의 대향방향과는 상호 직교하도록 설정되어 있고, 또한 광파이버용 모재(15)에 대해서 내측히터(41)보다도 멀리에 위치하는 외측히터(42)에 대한 통전량은, 내측히터(41)에 대한 통전량보다 크게 설정되어 있기 때문에, 내측히터(41) 및 외측히터(42)에 의해서 각각 형성되는 노심관(13)의 원주방향을 따른 온도분포의 불균일이 상쇄되고, 노심관(13)의 원주방향을 따른 온도분포가 균일화되는 결과, 먼저 실시예와 마찬가지로, 예를들면 광파이버용 모재(15)의 전체길이에 걸쳐서 광파이버(20)의 비원율ε을 0.2%미만으로 억제하는 일이 가능해진다.
본 발명의 광파이버와이어드로잉로에 의하면, 히터의 둘레방향을 따른 온도분포를 균일화시키는 균일화수단을 설치하였으므로, 광파이버의 비원율을 종래의 것보다 작게하는 것이 가능해지고, 접속손실이 적은 보다 고품질의 광파이버를 얻을 수 있다. 전극접속부에 연결되는 지주부에 의한 발열의 영향을 완화하기 위해서, 이들 원주방향에 서로 이웃되는 지주부의 중간에 위치하는 발열부에 연장부를 형성한 경우에는, 히터의 높이방향의 온도분포도 균일화시키기 위하여, 또 접속손실이 작은 고품질의 광파이어를 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 광파이버와이어드로잉로에 의하면, 노심관을 2중으로 둘러싸는 내측히터 및 외측히터의 각각 1쌍의 전극접속부를 상호 교차하는 방향으로 대향시키도록 하였으므로, 내측히터 및 외측히터에 의해서 각각 형성되는 원주방향을 따른 온도분포의 불균일이 상쇄되어서 균일화되기 때문에, 광파이버의 비원율을 종래의 것보다도 작게하는 것이 가능해지고, 접속손실이 작은 보다 고품질의 광파이버를 얻을 수 있다.
또, 한쪽의 전극부로부터 다른쪽의 전극부에 이르는 모든 전류경로의 전기저항치를 동등하게 설정했으므로, 히터의 원주방향을 따른 온도분포를 보다 균일화할 수 있다.

Claims (10)

  1. 광파이버용 모재가 공급되는 노심관과, 이 노심관을 둘러싸는 히터와, 이 히터로부터 돌출하는 복수의 전극접속부와, 이들 전극접속부에 연결되는 동시에 전원에 접속되는 복수의 전극부를 가진 광파이버와이어드로잉로에 있어서, 상기 히터의 둘레방향을 따른 온도분포를 균일화시키는 균일화수단을 부가하여 구비하고, 상기 균일화수단은, 상기 히터의 단면적인 변경 또는 상기 히터의 긴쪽방향의 통로길이의 변경에 의하여 온도 분포를 균일화시키고, 상기 균일화수단은, 상기 히터의 둘레방향을 따라서 대략 등간격으로 2의 정수배의 개수로 배치한 상기 전극부와, 상기 히터의 둘레방향을 따라서 대략 등간격으로 4이상의 2의 정수배의 개수로 배치한 전극접속부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원은, 단상교류인 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로.
  3. 광파이버용 모재가 공급되는 노심관과, 이 노심관을 둘러싸는 히터와, 이 히티로부터 돌출하는 복수의 전극접속부와, 이들 전극접속부에 연결되는 동시에 전원에 접속되는 복수의 전극부를 가진 광파이버와이어드로잉로에 있어서, 상기 히터의 둘레방향을 따른 온도분포를 균일화시키는 균일화수단을 부가하여 구비하고, 상기 균일화수단은, 상기 히터의 단면적의 변경 또는 상기 히터의 긴쪽방향의 통로길이의 변경에 의하여 온도 분포를 균일화시키고, 상기 균일화수단은, 상기 히터의 둘레방향을 따라서 대략 등간격으로 2의 정수배의 개수로 배치한 상기 전극부와, 상기 히터의 둘레방향을 따라서 대략 등간격으로 3의 정수배의 개수로 배치한 전극접속부를 구비하고, 상기 전원은 3상 교류인 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로.
  4. 제1항에 있어서, 복수의 상기 전극접속부는 각각 상기 전극부가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 균일화수단은, 2개의 상기 전극부와, 4이상의 2의 정수배의 개수로 배치한 상기 전극접속부와, 이들 전극접속부의 개수의 1/2개로 각각 연결하고 또한 상기 전극부가 연결되는 연결지그를 가진 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로.
  6. 제4항에 있어서, 한쪽의 상기 전극부로부터 다른쪽의 상기 전극부까지 복수의 전류경로의 전기저항치를 모두 동등하게 설정한 것을 특징을 하는 광파이버와이어드로잉로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 히터는, 흑연으로 형성된 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로.
  8. 제1항에 있어서, 상기 히터는, 상기 노심관을 둘러싸는 내측히터와, 상기 내측히터를 둘러싸는 외측히터로 구성되고; 상기 복수의 전극접속부는, 상기 내측히터를 사이에 두고 대향하도록 상기 내측히터에 돌출형성되고 또한 1쌍의 전극부를 개재해서 전원에 접속하는 1쌍의 내측전극접속부와, 상기 1쌍의 내측전극부의 대향하는 방향에 대해서 수직인 방향으로 상기 외측히터를 사이에 두고 대향하도록 상기 외측히터에 돌출형성되고 또한 1쌍의 전극부를 개재해서 전원에 접속하는 1쌍의 외측전극접속부로 구성된 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로.
  9. 제3항에 있어서, 복수의 상기 전극접속부는 각각 상기 전극부가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로.
  10. 제3항에 있어서, 상기 히터는, 흑연으로 형성된 것을 특징으로 하는 광파이버와이어드로잉로.
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