KR100980558B1

KR100980558B1 - 광섬유 제조 장치 및 선뽑기로의 씰링 방법

Info

Publication number: KR100980558B1
Application number: KR1020080077283A
Authority: KR
Inventors: 테츠야 오토사카; 요시아키 시미즈
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2010-09-06
Also published as: US8322165B2; US20090038345A1; EP2022766A3; EP2022766A2; JP5023016B2; EP2022766B1; JP2009062265A; CN101362628B; KR20090016404A; CN101362628A

Abstract

광섬유 제조 장치는, 광섬유 모재를 받아들이는 삽입구를 구비한 선뽑기로와, 광섬유 모재의 일단부를 지지하면서 광섬유 모재를 선뽑기로로 공급하는 공급 기구와, 광섬유 모재와 삽입구 사이의 공극을 씰링하는 제1 씰링 유닛과, 광섬유 모재의 일단부측의 테이퍼부가 삽입구를 통과할 때 상기 광섬유 모재와 제1 씰링 유닛 사이의 간극을 씰링하는 제2 씰링 유닛을 가진다. 이에 의해, 모재의 유효부 전체를 선뽑기할 수가 있어서, 광섬유의 제조 비용을 큰 폭으로 저감할 수 있다.

광섬유 제조 장치, 선뽑기, 씰링, 간극, 삽입구

Description

광섬유 제조 장치 및 선뽑기로의 씰링 방법{APPARATUS FOR FABRICATING AN OPTICAL FIBER AND METHOD FOR SEALING A DRAWING FURNACE}

본 발명은 외경이 일정한 파지 부분을 가지지 않는 광섬유 모재(optical fiber preform)의 선뽑기(drawing)에 적합한, 광섬유 제조 장치 및 광섬유의 선뽑기에 이용하는 선뽑기로(drawing furnace)의 씰링(sealing) 방법에 관한 것이다.

광섬유는 광섬유 모재(이하, 단지 "모재(preform)"라고 칭한다)라고 불리는 실리카 유리 로드(silica glass rod)를 하강시키면서 그 선단을 가열 용융하고, 그것으로부터 광섬유를 선뽑기함으로써 제조된다. 이때의 선뽑기로 내의 온도는 약 2000℃로 매우 고온으로 되기 때문에, 히터(heater)로서의 노심관(furnace core tube) 등의 부재의 재질로는 일반적으로 탄소가 이용된다. 이 탄소가 산화에 의해 침식되는 것을 방지하기 위해서, 선뽑기로의 내부는 아르곤(argon) 가스나 헬륨(helium) 가스 등의 불활성 가스 분위기로 유지함과 아울러, 선뽑기로 내에의 외기(external air)의 침입을 억제할 필요가 있다.

종래, 선뽑기로 내에의 외기의 침입을 억제하기 위해서, 모재의 외경에 대응하는 내경을 가지는 가스 씰링 링(gas sealing ring)을 모재 삽입구에 설치하여, 모재 삽입구와 모재 사이의 공극을 작게 유지하였다. 그렇지만, 모재의 외경이 어느 정도 이상 변동되고 있으면, 모재의 위치에 따라서는, 선뽑기로의 상단에 있어서, 모재와 가스 씰링 링 사이의 공극의 크기가 광섬유의 선뽑기 중에 모재의 외경의 변동에 따라 크게 변동된다. 공극의 크기가 변동되면, 선뽑기로의 내부에 공급되는 불활성 가스의 흐름이 변화되어, 광섬유의 외경 제어가 불가능하게 된다. 또한, 이 공극이 소정값 이상으로 되면 외기가 선뽑기로 내에 침입하여 탄소 부재가 산화에 의해 침식된다. 그 결과, 침식 부분으로부터 티끌이 발생하여 이것이 유리 모재의 용융 부분에 부착된다. 부착된 티끌에 의해서 선뽑기로의 탄소 부분의 수명이 짧아질 뿐만 아니라, 광섬유의 국소적인 외경 변동과 취약화가 발생하여, 광섬유의 광학 특성과 강도가 저하된다.

이러한 문제를 피하기 위해서, 외경이 정밀하게 조정된 모재가 일반적으로 사용된다. 외경이 정밀하게 조정된 모재를 얻기 위해서, 먼저, VAD(Vapor-phase Axial Deposition)법이나 OVD(Outside Vapor Deposition)법 등의 증착법을 이용하여 다공질 유리 모재를 제조한다. 다음에, 다공질 유리 모재를 가열함으로써, 모재를 소결시키고 길이 방향으로 비교적 큰 외경 변동을 가지는 투명 유리화한 유리 모재를 제조한다. 마지막으로, 투명 유리화한 유리 모재를 가열 연신하여 더 작고 정밀하게 조정된 외경을 가지는 모재를 완성한다.

모재 전체를 광섬유화하기 위해서는, 예를 들어, 모재와 동일 외경의 더미봉(dummy rod) 또는 더미관(dummy tube)을 모재의 기단부(proximal end)에 접속한다. 이 더미 부분이 선뽑기로로 모재를 공급하기 위한 공급 기구에 의해 지지된다. 이에 의해, 선단부로부터 기단부에 이르는 모재 전체를 선뽑기로의 중심부에서 가열하여 광섬유화함으로써 광섬유 제조의 수율을 올릴 수가 있다.

그렇지만, 상술과 같은 외경을 정밀하게 조정하는 모재의 가열 연신이나, 더미봉 또는 더미관의 사용은 추가 비용이 발생한다고 하는 문제가 있다. 추가 비용을 피하기 위해서는, 연신 처리되어 있지 않은 외경 변동을 가지는 모재를 그대로 선뽑기할 필요가 있다.

여기서, VAD법이나 OVD법에 의해 제조된 모재의 개략 형상을 도 1에 나타낸다. 모재(1)는 일정 직경부(1a)와, 그 양단부에 길이 10∼500mm 정도의 테이퍼부(tapered portion)(2 및 3)와, 코어(core)(6)를 가지고 있다. 일정 직경부(1a)에는 코어(6)가 존재하지만, 테이퍼부(2 및 3)에는 코어(6)가 존재하고 있지 않다. 일정 직경부(1a)의 외경은 통상 10∼200mm이고, 수∼수십mm의 외경 변동이 존재한다. 테이퍼부(2 및 3)에는 그 단부에 각각 파지부(4 및 5)가 형성되어 있다. 파지부(4 및 5)의 외경은 통상 20∼70mm이다. 파지부(4)에는 광섬유 모재(1)를 반송할 때에 반송 지그(transfer jig)와 걸어맞춰지는 돌기부(7)가 형성되어 있다.

전체 모재(1)를 광섬유화하기 위해서는, 기단부측의 테이퍼부(2)가 선뽑기로의 삽입구를 통과할 때에, 선뽑기로 내에의 외기의 침입을 억제할 필요가 있다.

그렇지만, 삽입구와 테이퍼부(2) 사이에 형성되는 공극은 너무 크므로, 이 공극을 삽입구에 설치한 가스 씰링 링만으로 효율적으로 씰링하기는 어렵다. 이 공극을 효율적으로 씰링하지 않으면 광섬유 제조시에 선뽑기로 내에 외기가 침입함으로써, 광섬유의 광학 특성이나 강도가 저하된다.

예를 들어, 일본 특허공개 2006－342030호 공보(US 2006/280578A1에 대응)는, 선뽑기로의 삽입구와 모재 사이의 간극을 모재의 외경 변동에 따라 씰링하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법은 각각 복수의 씰링 링 편(sealing ring fragment)을 연결하여 구성된 내측 링과 외측 링을 조합하여 형성한 씰링 링을, 모재 표면으로 밀어붙이는 것이다. 외측 링의 외주에 탄성 스프링이 배치된다.

그렇지만, 이 방법은 씰링 링이 효율적으로 씰링할 수 있는 외경 변동폭이 소정 값으로 제한된다. 그 결과, 외경 변동폭이 큰 테이퍼부를 가지는 모재에 대해서는 효율적인 씰링이 가능하지 않다.

일본 특허공개 2007－70189호 공보는 삽입구에 설치되고 브러시(brush)로 형성된 씰링 부재를 개시하고 있다. 그렇지만, 이 씰링 부재도 효율적으로 씰링할 수 있는 외경 변동폭이 소정 값으로 제한되어, 외경 변동폭이 큰 테이퍼부를 가지는 모재에 대해서는 효율적인 씰링이 가능하지 않다.

전술한 모재를 선뽑기하는 방법으로서, 모재 전체를 선뽑기로의 상부에 설치한 기밀실(탑 챔버(top chamber)) 내에 수용하는 방법이 알려져 있다. 그렇지만, 이 방법은 탑 챔버 내에 매달린 모재를 선뽑기로 내로 이동시키기 위해서는, 모재를 지지하기 위한 매우 긴 샤프트(shaft)가 필요하고, 장치의 전체 높이가 매우 높아진다는 문제가 있었다.

이러한 문제를 회피하기 위해서, 일본 특허공개 1988－176330호 공보는, 탑 챔버를 신축 가능한 주름 상자(bellows)로 구성하는 방법을 개시하고 있다.

그렇지만, 주름 상자는 고온 하에서 반복 신축되기 때문에, 주름 상자가 파 손되거나 티끌을 발생시킬 가능성이 있다. 또한, 탑 챔버의 하부에 온도가 2000℃를 초과하는 히터가 존재하기 때문에, 탑 챔버 내에서 강한 대류가 발생하고, 모재의 용융부 부근의 가스 흐름이 교란된다. 그 결과, 선뽑기된 광섬유에 큰 외경 변동이 생길 가능성이 있다.

본 발명의 목적은, 선뽑기되는 광섬유 모재의 기단부측의 테이퍼부와 선뽑기로의 모재 삽입구 사이의 공극을 효과적으로 씰링하여, 이용가능한 광섬유 모재 전체를 광섬유화할 수 있는 광섬유 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 테이퍼부와 상기 삽입구 사이의 공극을 효과적으로 씰링할 수 있는 선뽑기로의 씰링 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 광섬유 제조 장치는, 광섬유 모재를 받아들이는 삽입구를 구비한 선뽑기로와, 광섬유 모재의 일단부를 지지하면서 광섬유 모재를 선뽑기로로 공급하는 공급 기구와, 광섬유 모재와 상기 삽입구 사이의 공극을 씰링하는 제1 씰링 유닛(sealing unit)과, 광섬유 모재의 일단부측의 테이퍼부가 상기 삽입구를 통과할 때 상기 광섬유 모재와 상기 제1 씰링 유닛 사이의 간극을 씰링하는 제2 씰링 유닛을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 선뽑기로의 씰링 방법은, 광섬유 모재를 받아들이는 삽입구를 구비한 선뽑기로의 씰링 방법으로서, 삽입구와 이 삽입구에 삽입된 광섬유 모재 사이의 간극을 제1 씰링 유닛으로 씰링하는 단계와, 상기 광섬유 모재의 일단부측에 형성된 테이퍼부가 상기 제1 씰링 유닛에 도달할 때 제2 씰링 유닛을 상기 제1 씰링 유닛 상에 배치하여, 상기 제1 씰링 유닛과 상기 광섬유 모재 사이의 간극을 씰링하는 단계를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 양측에 테이퍼부를 가지는 광섬유 모재로부터 광섬유를 선뽑기함에 있어서, 선뽑기로 내에의 외기의 침입이나, 선뽑기로 내로부터의 가스의 유출을 막을 수가 있고, 그 결과, 광섬유의 제조 비용을 큰 폭으로 저감할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관계되는 광섬유 제조 장치의 개략 종단면도이다. 이 제조 장치는 선뽑기로(drawing furnace)(20), 제1 씰링 유닛(sealing unit)(50), 제2 씰링 유닛(70), 공급 기구(80), 수지 코팅 장치(200), 권취 장치(300)를 가진다.

선뽑기로(20)는 하우징(housing)(21), 이 하우징(21) 내에 설치된 노심관(furnace core tube)(22), 노심관(22)과 하우징(21)의 사이에 충전된 단열재(24)를 가지고, 하우징(21)의 상단부에 광섬유 모재(1)를 받아들이는 삽입구(25)와, 하우징(21)의 하단부에 광섬유 모재(1)의 선단부로부터 선뽑기된 광섬유(8)를 인출하기 위한 인출구(26)를 구비한다.

여기서, 도 3a는 하우징(21)의 상단 주변의 구조의 일례를 나타내는 단면도이고, 도 3b는 하우징의 상단 구조에 대한 평면도이다.

도 3b에 나타내듯이, 선뽑기로(20)와 제1 씰링 유닛(50) 사이에 불활성 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 분출 노즐(27)이 선뽑기로(20)의 상단부의 전체 둘 레에 걸쳐 설치되어 있다.

도 3a에 나타내듯이, 하우징(21)에는 가스 분출 노즐(27)로 통하는 공급로(28)가 형성된다. 이 공급로(28)로 공급된 불활성 가스(G)가 가스 분출 노즐(27)로부터 분출된다.

가스 분출 노즐(27)로부터 불활성 가스(G)를 분출시킴으로써, 제1 씰링 유닛(50)은 선뽑기로(20)의 상단면으로부터 약간 부상한다. 이에 의해, 제1 씰링 유닛(50)이 횡방향으로 미끄러질 때의 마찰 저항이 저감된다. 그 결과, 제1 씰링 유닛(50)은 광섬유 모재(1)의 횡방향의 변위에 부드럽게 따르게 된다.

코일(23) 및 노심관(22)은 유리 모재(1)를 가열하기 위한 히터를 구성한다. 노심관(22)은 코일(23)에 고주파 전류를 공급함으로써 유도 가열된다. 노심관(22)의 형성 재료로는 통상 탄소가 이용된다. 탄소는 고온에서 외기에 접하면 산화에 의해 침식된다. 이 때문에, 노심관(22) 내에의 외기 진입을 막기 위해서, 노심관(22) 내에는, 도시하지 않는 불활성 가스 도입구로부터 상시 불활성 가스가 공급된다. 이 불활성 가스는 인출구(26)를 통하여 외부로 배출된다.

제1 씰링 유닛(50)은, 도 2에 나타내듯이, 2개의 환상 씰링체(60), 이들 환상 씰링체(60)의 사이에 불활성 가스(G)를 채우기 위한 공간(52s)을 형성하기 위한 환상의 스페이서(spacer) 부재(52)를 가진다. 스페이서 부재(52)는 공간(52s)에 불활성 가스(G)를 도입하기 위한 가스 도입구(53)를 가지고 있다. 스페이서 부재(52)는 하우징(21)의 상단에 배치되고, 광섬유 모재(1)의 횡방향의 변위에 따라 횡방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

도 4에 환상 씰링체(60)의 구조의 일례를 나타낸다.

환상 씰링체(60)는 유리 모재(1)를 삽입하기 위한 삽입공(61a)을 중심부에 구비한 복수의 환상 디스크(disk)(61)로 구성되어 있다. 복수의 환상 디스크(61)는 서로 적층되어 있다.

이 환상 디스크(61)는 삽입공(61a)의 내연으로부터 외주측을 향해 형성된 복수의 슬릿(slit)(61b)을 가지고 있다. 또, 환상 디스크(61)는 이들 복수의 슬릿(61b)에 의해 구획되어 가요성이 부여된 복수의 가요성 부분(flexible portion)(61c)을 구비한다.

환상 디스크(61)의 슬릿(61b)은, 예를 들면, 삽입공(61a)의 내연으로부터 반경 방향으로 형성되어 있다. 슬릿(61b)은, 예를 들면, 환상 디스크(61)의 둘레 방향에 있어서 등간격으로 형성되어 있다. 그러나, 슬릿(61b)은 이들 실시예에만 한정되지 않고, 여러 가지의 변형이 당업자에 있어서 용이하게 이루어진다.

환상 디스크(61)는 내열성을 가지는 재료, 예를 들면, 탄소-탄소 복합체(carbon-carbon composite), 흑연 시트(graphite sheet), 내열 금속 등으로 형성된다.

환상 디스크(61)의 형성 재료로서 흑연 시트를 이용하는 경우에는, 고배향성 열분해 흑연 시트 혹은 팽창 흑연 시트를 이용하는 것이 바람직하다. 또, 환상 디스크(61)를 형성하는 내열 금속으로서는, 예를 들면, 탄탈룸(tantalum)이 바람직하다.

환상 디스크(61)는, 도 4에 나타내는 실시예에서, 각각 동일 구조를 가지고 있다. 그러나, 환상 디스크(61)가 각각 동일 구조를 가질 필요는 없다. 씰링성을 향상시키기 위해서, 하나의 환상 디스크(61)의 슬릿(61b)의 위치가, 이것과 서로 이웃하는 환상 디스크(61)의 슬릿(61b)의 위치와 다르도록, 즉 서로의 슬릿(61b)이 겹치지 않게, 이들 디스크(61)를 적층한다.

적층된 환상 디스크(61)는 그 외주부(61d)에 있어서, 상기한 스페이서(spacer) 부재(52)의 상하측에 설치된 클립 패스너(clip fastener) 등의 고정 수단에 의해 스페이서 부재(52)에 고정되어 있다.

환상 디스크(61)의 삽입공(61a)은 그 직경이 유리 모재(1)의 외경보다 더 작게 형성되어 있다. 이 때문에, 적층된 각 환상 디스크(61)의 삽입공(61a)에 유리 모재(1)가 삽입되면, 각 가요성 부분(61c)은 더 큰 직경의 유리 모재(1)와의 간섭에 의해 휜다. 이때, 각 가요성 부분(61c)은 유리 모재(1)의 외경의 변동에 대응하게 되고 그 휨량도 변동된다. 그 결과, 유리 모재(1)의 표면에는 각 가요성 부분(61c)이 상시 안정적으로 접촉된 상태가 유지되어, 하우징(21)의 유리 모재 삽입구(25)와 유리 모재(1) 사이의 환상 공극이 효과적으로 씰링된다.

환상 씰링체(60)를 구성하는 환상 디스크(61)의 매수를 늘릴수록 환상 씰링체(60)의 씰링성은 향상된다.

본 실시 형태에서는, 동축으로 적층된 환상 씰링체(60) 사이의 공간에, 불활성 가스(G)를 스페이서 부재(52)의 가스 도입구(53)로부터 도입함으로써, 선뽑기로(20)에 침입하는 외기를 효과적으로 차단할 수 있다. 그 결과, 환상 씰링체(60)의 하측에 있는 환상 디스크(61)가 탄소 재질로부터의 산화물 가스에 의해 침식되 는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상측의 환상 씰링체(60)는 하측의 환상 씰링체(60)에 의해 차광 및 차열되기 때문에, 상측의 환상 씰링체(60)가 받는 복사열은 저감된다. 따라서, 상측 환상 디스크(61)의 침식도 억제할 수 있다.

공급 기구(80)는, 도 2에 나타내듯이, 광섬유 모재(1)의 X 및 Y 방향의 위치를 조정하는 위치 조정 기구(81), 위치 조정 기구(81)를 지지하는 가동 부재(82), 위치 조정 기구(81)에 접속되어 연직 방향으로 뻗어있는 샤프트(shaft)(83), 샤프트(83)와 광섬유 모재(1)의 파지부(4)를 접속하는 접속 기구(84), 지지 부재(85, 86)에 의해 상하단이 회전 가능하게 지지되고 가동 부재(82)에 나사결합된 나사축(87), 나사축(87)을 회전시키는 모터(motor)(88)를 가진다.

공급 기구(80)에 있어서, 모터(88)를 구동하여 나사축(87)을 소정 방향으로 회전시키면, 가동 부재(82)가 하방으로 이동하고, 샤프트(83)의 선단에 접속 기구(84)를 통하여 매달린 광섬유 모재(1)는 선뽑기로(20) 내로 삽입구(25)를 통하여 공급된다.

한편, 모터(88)를 상기 소정의 방향에 대해서 역전시키면, 가동 부재(82)는 상방을 향해 이동한다.

제2 씰링 유닛(70)은 상단측이 폐색되고 하단측이 개방된 원통형 부재(71)를 가진다. 이 원통형 부재(71)의 상단부에는 가이드 홀(guide hole)(72)이 형성되어 있다. 또, 원통형 부재(71)의 측벽에는 가스 도입구(73)가 형성되어 있다.

제2 씰링 유닛(70)의 샤프트(83)가 원통형 부재(71)의 가이드 홀(72)에 끼워맞춰 삽입됨으로써, 샤프트(83)의 길이 방향, 즉 광섬유 모재(1)의 이동 방향에 있 어서, 제2 씰링 유닛(70)이 이동 가능하게 된다. 또, 제2 씰링 유닛(70)이 접속 기구(84)와 상호 접속되어 샤프트(83)의 선단부에 지지된다. 도 2에 나타내듯이, 원통형 부재(71)는 광섬유 모재(1)를 파지부(4)로부터 테이퍼부(2)까지 커버하도록 구성되어 있다.

다음에, 상기한 본 발명의 광섬유 제조 장치의 작동에 대해서 설명한다.

광섬유 모재(1)는, 도 2에 나타내듯이, 선뽑기로(20) 내에서 가열 용융되어, 그 선단부로부터 광섬유(8)가 선뽑기되고 인출구(26)로부터 인출된다. 선뽑기된 광섬유(8)는 수지 코팅 장치(200)에 의해 수지 피복되고, 그 후 권취 장치(300)에 의해 보빈(bobbin)에 감긴다.

광섬유 모재(1)는 광섬유(8)의 선뽑기의 진행에 따라, 공급 기구(80)에 의해 하부로 공급된다. 이에 의해, 제2 씰링 유닛(70)은 광섬유 모재(1)와 함께 하강한다. 도 2에 나타내듯이, 광섬유 모재(1)의 일정 직경부(1a)가 제1 씰링 유닛(50)을 통과하고 있을 때에는, 제2 씰링 유닛(70)은 제1 씰링 유닛(50)의 상방에 이격되게 배치되어 있다. 이 상태에 있어서는, 선뽑기로(20)의 삽입구(25)는 제1 씰링 유닛(50)만에 의해 씰링되어, 선뽑기로(20) 내에의 외기의 침입이 저지되어 있다.

광섬유 모재(1)로부터의 광섬유(8)의 선뽑기가 진행되면, 도 5에 나타내듯이, 광섬유 모재(1)의 테이퍼부(2)가 제1 씰링 유닛(50)에 도달하기 전에, 제2 씰링 유닛(70)의 하단부가 제1 씰링 유닛(50)에 도달하여 제1 씰링 유닛(50)의 상면에 놓인다. 이 상태에 있어서, 제2 씰링 유닛(70)은 제1 씰링 유닛(50)과 광섬유 모재(1) 사이의 간극을 씰링한다. 즉, 선뽑기로(20)의 삽입구(25)는 제1 씰링 유 닛(50) 및 제2 씰링 유닛(70)에 의해 씰링된다. 또, 도 5에 나타내듯이, 제2 씰링 유닛(70)과 제1 씰링 유닛(50)의 협력에 의해 형성되는 폐공간(SP)에 불활성 가스(G)가 가스 도입구(73)를 통하여 공급되어, 폐공간(SP)에 불활성 가스(G)가 채워진다.

제2 씰링 유닛(70)은 제1 씰링 유닛(50)에 도달한 후에는 샤프트(83)의 선단부로부터 해방된다. 그 결과, 샤프트(83)만이 하강한다.

광섬유 모재(1)로부터의 광섬유(8)의 선뽑기가 더 진행되면, 도 6에 나타내듯이, 광섬유 모재(1)의 일정 직경부(1a)가 제1 씰링 유닛(50)을 완전히 통과하여 테이퍼부(2)가 제1 씰링 유닛(50)에 도달한다. 이 상태에서는, 광섬유 모재(1)의 테이퍼부(2)와 제1 씰링 유닛(50)의 환상 씰링체(60) 사이에는 공극이 형성된다. 그러나, 제2 씰링 유닛(70)은 광섬유 모재(1)의 테이퍼부(2)와 제1 씰링 유닛(50) 사이의 간극을 이미 씰링하고 있다. 이 결과, 외기가 선뽑기로(20)의 삽입구(25)를 통하여 선뽑기로(20) 내에 침입하는 것을 확실히 막을 수가 있다.

도 6에 나타내듯이, 광섬유 모재(1)의 테이퍼부(2)가 제1 씰링 유닛(50)을 통과할 때에, 외기가 선뽑기로(20) 내에 침입하는 것을 확실히 막을 수가 있으므로, 광섬유 모재(1)의 코어(6)를 그 선단부로부터 기단부까지 광섬유(8)의 선뽑기에 제공할 수가 있다.

상기 실시 형태에서는, 제1 씰링 유닛(50)에 환상 씰링체(60)를 채용하였지만, 이에 대신하여, 일본 특허공개 2006－342030호 공보(US 2006/280578A1에 대응)나 일본 특허공개 2007－70189호 공보에 개시된 씰링체를 이용할 수도 있다.

또, 제1 씰링 유닛(50)을, 모재의 외경에 대응하는 내경을 가지는 가스 씰링 링으로 구성할 수도 있다.

상기 실시 형태에서는, 제2 씰링 유닛(70)을 공급 기구(80)에 의해 반송하는 구성으로 했지만, 공급 기구(80)와는 별도로 반송 기구를 설치하여 제2 씰링 유닛(70)을 반송하는 구성으로 할 수도 있다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 실시 형태 그대로에 한정되는 것은 아니고, 첨부된 특허청구범위에서 한정된 발명의 범위 및 사상 내에서 당업자에 의해 다양한 변형 및 수정이 가능하다.

도 1은 광섬유 모재의 구조의 일례를 나타내는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관계되는 광섬유 제조 장치의 개략 종단면도로서, 제2 씰링 유닛(sealing unit)이 제1 씰링 유닛의 상방에 배치된 상태를 나타내는 도면이다.

도 3a는 도 2에 나타내는 가스 분출 노즐 부근의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 3b는 도 2에 나타내는 하우징(housing)의 평면도이다.

도 4는 본 발명의 실시 형태에 관계되는 환상 씰링 부재의 구조를 나타내는 사시도이다.

도 5는 도 2에 나타낸 광섬유 제조 장치에 있어서, 제2 씰링 유닛이 제1 씰링 유닛의 상면에 배치된 상태를 나타내는 개략 종단면도이다.

도 6은 도 2에 나타낸 광섬유 제조 장치에 있어서, 광섬유 모재의 기단부측의 테이퍼부가 제1 씰링 유닛을 통과하는 상태를 나타내는 개략 종단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 광섬유 모재

2: 테이퍼부

20: 선뽑기로(drawing furnace)

25: 삽입구

50: 제1 씰링 유닛(sealing unit)

70: 제2 씰링 유닛

80: 공급 기구

Claims

광섬유 모재를 받아들이는 삽입구를 구비한 선뽑기로와,

상기 광섬유 모재의 일단부를 지지하면서 상기 광섬유 모재를 상기 선뽑기로로 공급하는 공급 기구와,

상기 광섬유 모재와 상기 삽입구 사이의 공극을 씰링하는 제1 씰링 유닛과,

상기 광섬유 모재의 상기 일단부의 근방에 형성된 테이퍼부가 상기 삽입구를 통과할 때에 상기 광섬유 모재와 상기 제1 씰링 유닛 사이의 간극을 씰링하는 제2 씰링 유닛을 가지고,

상기 제2 씰링 유닛은, 상기 공급 기구에 의해 상기 광섬유 모재가 상기 선뽑기로를 향해 공급되어 가는 것에 수반하여, 상기 제1 씰링 유닛 상에 당해 제1 씰링 유닛의 씰링 부분과는 걸어맞춰지지 않게 설치되어, 상기 제1 씰링 유닛과 상기 광섬유 모재 사이에 형성되는 간극을 씰링하는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조 장치.
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제1항에 있어서,

상기 제2 씰링 유닛은, 상기 공급 기구의 가동부에 의해 지지되어 상기 광섬유 모재와 함께 상기 선뽑기로를 향해 반송되고, 상기 제1 씰링 유닛과 접촉한 후에는 상기 가동부에 의한 지지가 해방되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 씰링 유닛은, 상기 광섬유 모재의 이동 방향에 있어서 상기 공급 기구의 가동부에 의해 이동이 자유롭게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 씰링 유닛은, 적어도 상기 공급 기구의 가동부에 의해 지지되는 상기 일단부로부터 상기 테이퍼부까지 상기 광섬유 모재를 커버하도록 형성된 원통형 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조 장치.
제5항에 있어서,

상기 제2 씰링 유닛은, 상기 제1 씰링 유닛과 상기 제2 씰링 유닛에 의해 형성되는 폐공간에 불활성 가스를 공급하도록 형성된 가스 도입구를 가지는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조 장치.
제6항에 있어서,

상기 광섬유 모재의 상기 테이퍼부가 상기 제1 씰링 유닛에 도달할 때, 상기 제2 씰링 유닛이 상기 제1 씰링 유닛 상에 도달하여 상기 광섬유 모재와 상기 제1 씰링 유닛을 씰링하는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 씰링 유닛은 상기 광섬유 모재와 상기 삽입구 사이의 공극을 씰링하도록 형성된 환상 씰링체를 가지고,

상기 환상 씰링체는 서로 적층된 복수의 환상 디스크를 가지고,

상기 복수의 환상 디스크의 각각은, 그 중심부에 형성된 삽입공과, 상기 삽입공의 내연으로부터 외주측을 향해 형성된 복수의 슬릿과, 상기 복수의 슬릿에 의해 구획되고, 또한 상기 삽입공에 삽입되는 상기 광섬유 모재와의 간섭에 의해 휘도록 형성된 복수의 가요성 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 것을 광섬유 제조 장치.
제8항에 있어서,

복수의 상기 환상 씰링체를 동축으로 배치하고,

상기 제1 씰링 유닛은, 불활성 가스를 받아들이기 위하여, 상기 복수의 환상 씰링체의 사이에 공간을 형성하기 위한 스페이서를 더 가지는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 씰링 유닛은 상기 광섬유 모재의 횡방향의 변위에 따라 횡방향으로 이동 가능하게 상기 선뽑기로 상에 설치되고,

상기 선뽑기로에는 상기 제1 씰링 유닛과 상기 선뽑기로 사이에 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 설치한 것을 특징으로 하는 광섬유 제조 장치.
광섬유 모재를 받아들이는 삽입구를 구비한 선뽑기로의 씰링 방법으로서,

상기 삽입구와 이 삽입구에 삽입된 상기 광섬유 모재 사이의 공간을 제1 씰링 유닛으로 씰링하고,

상기 광섬유 모재의 일단부측에 형성된 테이퍼부가 상기 제1 씰링 유닛에 도달할 때, 제2 씰링 유닛을 상기 제1 씰링 유닛 상에 당해 제1 씰링 유닛의 씰링 부분과는 걸어맞춰지지 않게 설치하여, 상기 제1 씰링 유닛과 상기 광섬유 모재 사이에 형성되는 간극을 씰링하는 것을 특징으로 하는 선뽑기로의 씰링 방법.
제11항에 있어서,

상기 제2 씰링 유닛을 상기 제1 씰링 유닛 상에 당해 제1 씰링 유닛의 씰링 부분과는 걸어맞춰지지 않게 설치하는 것은, 상기 제2 씰링 유닛을 상기 광섬유 모재와 함께 이동시켜 상기 제2 씰링 유닛을 상기 제1 씰링 유닛 상에 설치하는 것임을 특징으로 하는 선뽑기로의 씰링 방법.