WO1995002560A1

WO1995002560A1 - Four d'etirage de fibre optique et procede d'etirage

Info

Publication number: WO1995002560A1
Application number: PCT/JP1994/001132
Authority: WO
Inventors: Katuya NAGAYAMA; Kouhei Kobayashi; Hiroaki Ohta; Itirho TUTIYA
Original assignee: Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 1995-01-26
Also published as: EP0659699B1; DE69421594D1; US5637130A; KR950703493A; AU678028B2; AU7084894A; DE69421594T2; EP0659699A1; KR0165004B1; EP0659699A4

Description

明細書

光フアイバ線引炉ぉよび線引方法 . 技術分野

本発明は、変動の小さい光ファイバを線引することができる光ファイバ線引炉および線引方法に関する。背景技術

光ファイバは通常、光ファイバ母材（プリフォーム）と称される透明ガラスまたはチューブを、光ファイバ線引炉で加熱溶融しながら紡糸することにより形成される。

第 1図は、従来技術に係る光ファイバ線引炉の一例を示す。第 1図に示すような線引炉は、例えば、特公平 3— 2 4 4 2 1号公報などに開示されている。

第 1図に示すように、通常、ステンレスなどで形成される炉本体 1 1の内部には光ファイバ母材 1 2を加熱溶融するヒータ 1 3が配されている。このヒータ 1 3の内側には上記光ファィバ母材 1 2が上方から挿入される炉芯管 1 4が設けられている。

この炉芯管 1 4は、通常、カーボンで構成され、炉本体 1 1の上下両端部に固定されている。炉芯管 1 4は、上部円筒部 1 4 a、漏斗状部 1 4 bおよび下部円筒部 1 4 cからなる。上部円筒部 1 4 aは、光ファイバ母材 1 4の直径よりやや大きい直径の円筒からなる。下部円筒部 1 4 cは、光ファイバ母材 1 2の直径より小さい直径を有し、線引された光ファイバ 1 5が通過する直径を有する。漏斗状部 1 4 bは、上部円筒部 1 4 aと下部円筒部 1 4 cとの間に位置して両者を接続する部分であり、光ファイバ 1 5に紡糸される光ファイバ母材 1 2の下端部の溶融部分に沿って、上から下に向かって径が漸小する形状を有する。

炉本体 1 1 とヒータ 1 3との間には、例えばカーボンフェルト材などからなる断熱材 1 6が環状に配されており、ヒータ 1 3の熱が炉本体 1 1の外側へ放散するのを防いでいる。 - また、炉本体 1 1の上側には、炉芯管 1 4の上端に連通する円筒状の上部円筒部材 1 7が設けられている。この上部円筒部材 1 7は、通常、ステンレスなどからなり、上端開口は、蓋部材 1 8で覆われている。また、上部円筒部材 1 7の上部には、ガス導入部 1 7 aが設けられている。一方、炉本体 1 1の下側には、炉芯管 1 4の下端に連通する円筒状の下部円筒部材 1 9が設けられている。この下部円筒部材 1 9は、通常、ステンレスなどからなり、その下端には、線引された光フアイバ 1 5が通過する開口部 1 9 aが形成されている。

ガス導入口 1 7 aから上部円筒部材 1 7内に、 N₂， H e等の不活性ガス 2 0 力喉給される。この不活性ガス 2 0は、炉芯管 1 4内を不活性ガス雰囲気下とし、下部円筒部材 1 9の開口部から排出される。不活性ガス 2 0は、炉芯管 1 4および光ファイバ母材 1 2のの酸化を防ぎ、かつ炉芯管 1 4の内部を清浄に保つ作用を有する。

ところで、前述した線引炉の炉芯管 1 4は、全体が同径の円筒形状ではなく、その下部側に、漏斗状部 1 4 bおよび下部円筒部 1 4 cを有している。かかる漏斗状部 1 4 bおよび 1 4 cは、光ファイバ 1 5の線引時の^変動を防止するために設けられたものである。すなわち、上述した特公平 3— 2 4 4 2 1号公報などの先行 ί支術には、漏斗状部を設けることにより、炉芯管内壁と、光ファイバ母材および光フアイバと間の空隙が、線引方向に沿つてほぼ一定になり、不活性ガスの乱流が生じるのが防止されると記載されている。

しかしな力'ら、第 1図に示す従来技術に係る線引炉では、炉芯管 1 4の漏斗状部での縮径部分で、前記空隙の面積は徐々に小さくなるので、上方から流れるガス流速が、漏斗状部の縮径部分で大きくなる。したがって、この縮径部分の無ぃストレートの円筒管を用いた場合と比べて、光ファイバ母材の溶融部分の周囲でのガス流速が大きくなる。この結果、光ファイバ母材の溶融部分は、縮径部分の無いストレートの円筒管を用いた場合と比べて、より大きな形状変化を受け、これが原因となつて線引された光ファィバの線径変動が生じる。 .

また、実開昭 6 3 - 1 2 7 9 4 7号公報には、炉芯管に漏斗状部を設けた線引炉を用い、下部の光ファイバの出口から不活性ガスを導入する線引方法が開示されている。しかし、この方法では、加熱が不十分で不均一な温度分布を有するガスが、光フアイパ母材の溶融部先端や紡糸直後の光ファィパに触れてしまう。この結果、線引された光ファイバの固化が不均一になり、光ファイバの線径変動が生じやすくなる。

このように、炉芯管下部を単に漏斗状部とするだけでは、ガスの流れや温度の乱れを、十分に押さえることはできず、光ファイバの^変動を十分に防止することはできない。

一方、特公平 3 - 3 2 5 0 2号公報および特開昭 5 9— 8 8 3 3 6号公報には、それぞれ第 2図に示すような牵泉引炉が開示されている。第 2図に示す線引炉において、第 1図の線引炉と同一作用を示す部材には同一符号を付して、重複する説明は省略する。この線引炉は、全体が同径の円筒からなる第 1の炉芯管 2 1 を具備し、炉芯管 2 1の上下端はそれぞれ炉本体 1 1に固定されている。炉本体 1 1の下側には炉芯管 2 1の下端に連通する下部円筒部材 2 2か^:けられている。下部円筒部材 2 2の下端には光ファイバ 1 5が通過する開口部 2 2 aが設けられており、また、下部円筒部材 2 2の下部円周面にはガス排出口 2 2 bが設けられている。また、炉芯管 2 1の下部および下部円筒部材 2 2の内方には、前記第 1 の炉芯管 2 1より小径の第 2の炉芯管 2 3が設けられている。例えば、カーボン材からなる第 2の炉芯管 2 3は、下部円筒部材 2 2の開口部 2 2 aに連通しており、線引された光ファイバ 1 5が通過できる円筒形状である。この第 2炉芯管 2 3は、その下端が下部円筒部材 2 2の開口部 2 2 aの周縁部に固着されて保持されている。

しかしながら、上記第 2の炉芯管 2 3はストレ一ト状円筒であり、該第 2の炉芯管 2 3が覆っているのは、線引された光ファイバ 1 5のみである。また、第 2の炉芯管 2 3の上端部が光ファイバ母材 1 2の溶融部の下端部を覆う合でも、部分の中でもかなり細径ィ匕されて光ファイバ 1 5にかなり近い部分のみを覆つているに過ぎない。

このような線引炉で線引して光ファイバ 1 5を製造する場合、ガス導入口 1 7 aから供給される不活性ガス 2 0の流れは、光ファイバ母材 1 2の溶融部分の周囲で乱れてしまう。特に、第 2の炉芯管 2 3の上端部近傍で、第 2の炉芯管 2 3内を流れて開口部 2 2 aから流出するガス 2 0 aと、第 2の炉芯管 2 3の外側を流れてガス排出口 2 0 bから流出するガス 2 0 bに別れるので、ガスの流れの乱れが大きい。そして、このようなガスの流れの乱れが光ファィバ母材 1 2の溶融部の下部に当たってしまい、該ガスの衝突による振動が溶融部に生じ、これが原因で光フアイノ 1 5の線径変動が生じる。また、ガスの流れが乱れていると、ガスと溶融部との間の熱伝達効率が変動し易く、これが原因で光フアイパに線径変動が生じる。さらに、第 2の炉芯管 2 3の上方でガス流の乱れが生じるので、第 2の炉芯管 2 3内に入るガスの流れも安定せず、これが更に光ファイバ 1 5の線径変動を引き起こすという問題がある。発明の開示

本発明の目的は、炉芯管内のガスの流れの乱れおよび該ガスの温度分布の不均一さを低減し、線径変動の無い良好な光ファイバを線引し得る光ファイバ線引炉を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、炉芯管内のガスの流れの乱れおよび該ガスの温布の不均一さを低減し、線径変動の無い良好な光ファイバを線引し得る光ファィバ線引方法を提供することにある。前記目的を達成する本発明の光ファイバ線引炉は、上端部から光ファイバ母材が揷入され、下端部に設けられた開口から線弓 Iされた光フアイバが導出される炉芯室と；この炉芯室内に不活性ガスを流入して当該炉芯室管内を不活性ガス雰囲気とするためのガス供給手段と；前記炉芯室外周に設けられ、前記光ファイバ母材の下部を加熱溶融して前記光ファイバに線引するために当該光フアイパ母材を加熱する加熱手段と；前記炉芯室の開口に下部が連通する円筒状部と、この円筒状部の上側に設けられかつ上方ほど直径が漸大して前記光ファィパ母材の溶融部の下部を囲む形状を有する漏斗状部とからなり、前記炉芯室の内部に設けられた内部炉芯管とを具備することを特徴とする。

ここで、例えば、前記ガス供給手段は、炉芯室の上部から前記不活性ガスを供給し、その一部を前記内部炉芯管の内側を通して前記開口から排出し、残りを前記内部炉芯管の外側を通して当該炉芯室下部に設けられた排出口から排出するものである。

また、例えば、前記ガス供給手段は、前記炉芯室の下部に設けられたガス導入口から前記不活性ガスを導入し、当該炉芯室の内壁と前記内部炉芯管との間の空間にて加熱されたガスの一部を前記漏斗状部側から前記内部炉芯管内に流入して前記開口から排出し、残りのガスを前記炉芯室上部に設けられたガス排出口から排出するものである。

また、例えば、前記内部炉芯管の前記漏斗状部の上端が、前記光ファイバ母材の下部の溶融部の、が少なくとも 1 0 mmの部分よりも上方に位置するものである。

また、例えば、前記内部炉芯管の前記漏斗状部の上端外周部一部が、前記炉芯室の内壁と接触しているものである。

また、例えば、前記炉芯室が、円筒状の炉芯管と、この円筒状炉芯管の上側に連通しかつその上部にガス通過口を有する上部円筒部材と、前記円筒状炉芯管の下側に連通しかつその下部にガス通過口を有する下部円筒部材とで構成されるものである。本発明の光ファィバ泉引方法は、光フアイバが引き出される開口に下端部が連通する円筒状部と、この円筒状部の上側に設けられ、上方ほど直径漸大する形状を有する漏斗状部とからなる内部炉芯管を内部に具備する炉芯室の上端部から、光ファイバ母材を揷入するステップ；この炉芯室内に不活性ガスを流入して当該炉芯室管内を不活性ガス雰囲気とするステップ；前記炉芯室外周に設けられた加熱手段により、前記光ファイバ母材の下部を加熱溶融して、その下端の溶融部が前記内部炉芯管の前記漏斗状部で囲まれるように配置するステツブ；および前記光フアイバ母材の前記溶融部から線引される光ファイバを前記開口から引き出すステツプを具備することを特徴とする。

ここで、例えば、前記炉芯室へのガスの供給は、 in己炉芯室の上部から行い、供給された不活性ガスの一部は前記内部炉芯管の内側を通して前記開口から排出し、残りは前記内部炉芯管の外側を通して当該炉芯室下部に設けられた排出口から排出するようにする。

また、例えば、前記炉芯室へのガスの供給は、前記炉芯室の下部に設けられたガス導入口から行い、当該炉芯室の内壁と前記内部炉芯管との間の空間にて加熱されたガスの一部は前記漏斗状部側から前記内部炉芯管内に流入して前記開口力ら排出し、残りのガスは前記炉芯室上部に設けられたガス排出口から排出するようにする。図面の簡単な説明

第 1図は、従来技術に係る光ファィバ線引炉の概略構成を模式的に示す断面図；

第 2図は、従来技術に係る他の光フアイパ線引炉の概略構成を模式的に示す断面図；

第 3図は、本発明の実施例 1に係る光ファイバ線引炉の概略構成を模式的に示す断面図；第 4図は、本発明の実施例 2に係る光フアイバ線引炉の概略構成を模式的に示す断面図； .

第 5図は、本発明の実施例 3で用いた光ファィバ線引炉の概略構成を模式的に示す断面図；

第 6図は、本発明の他の実施例に係る光フアイパ線引炉の概略構成を模式的に示す断面図；

第 7図は、第 6図の VII— VII線断面図である。発明の詳細な説明

以下、本発明に係る光フアイバ線引炉の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。

(実施例 1 )

第 3図に本実施例に係る光ファイバ線引炉の構成を模式的に示す。なお、第 1図と同様な作用を示す部材には同一符号を付してある。第 3図に示すように、炉本体 1 1の内部には光ファイバ母材 1 2を加熱溶融するための電気ヒータ 1 3 が配されている。このヒータ 1 3の内側には、光ファイバ母材 1 2が上方から揷入される、円筒状炉芯管 2 1が設けられており、その上下端は炉本体 1 1に固定されている。炉本体 1 1の上側には第 1の炉芯管 2 1の上端に連通する上部円筒部材 1 7が設けられ、炉本体 1 1の下側には円筒状炉芯管 2 1の下端に連通する下部円筒部材 2 2が設けられている。そして、円筒状炉芯管 2 1、上部円筒部材 1 7および下部円筒部材 2 2で、炉芯室が形成される。なお、炉本体 1 1とヒータ 1 3との間には断熱材 1 6が環状に配されており、ヒータ 1 3の熱が炉本体 1 1の外側へ放散するのを防いでいる。

この炉芯室内部には、内部炉芯管 2 4が設けられている。この内部炉芯管 2 4は、泉引された光ファイバ 1 5を囲みかつその下端が下部円筒部材 2 2の開口部 2 2 aの周縁部に固着された円筒状部 2 4 aと、この円筒状部 2 4 aの上側に連続的に設けられかつ上方ほど径が漸大する漏斗状部 2 4 bとからなる。この漏斗状部 2 4 bは、光ファイバ母材 1 2の溶融部の下端部を囲み、当該溶融部に沿つて上方に向かって拡開するように形成されている。

また、炉芯室の内部は、ガス供給手段により不活性ガス雰囲気にされるようになっている。すなわち、上部炉芯管 1 7の上端開口は蓋部材 1 8で閉じられており、上部円筒部材 1 7の上部側壁にはガス通過口 1 7 aが設けられている。また、下部円筒部材 2 2の下端には、線引された光ファイバ 1 5を通過させるための開口部 2 2 aが形成されており、下部側壁にはガス通過口 2 2 bが設けられている。そして、本実施例では、上部円筒部材 1 7のガス通過口 1 7 aには、 N₂ , H e等の不活性ガス 2 0を導入するための、図示しない不活性ガス導入装置が接続されている。

かかる線引炉で光ファイバを製造する際に、図示しない不活性ガス導入装置を用い、 H e又は N₂等の不活性ガス 2 0を、上部円筒部材 1 7のガス通過口 1 7 aから炉芯室内に導入する。ここで、導入された不活性ガス 2 0は、上部円筒部材 1 7及び円筒状炉芯管 2 1の上部内を流れる間に最高 2 2 0 0で位まで上がるヒータ 1 3により加熱され、光ファイバ母材 1 2の下部の溶融部に達する。そして、加熱された不活性ガス 2 0の一部は、内部炉芯管 2 4の漏斗状部 2 4 bの内側に流れ込み、当該内部炉芯管 2 4の内側の空間 S iを通り、下部円筒部材 2 2の開口部 2 2 aからガス 2 0 aとして外部へ排出される。また、不活性ガス 2 0の残部は、内部炉芯管 2 4の漏斗状部 2 4 bの外側の隙間を通り、内部炉芯管 2 4 と炉芯室の内壁との間に形成された空間 S ₂を下方に流れ、ガス通過口 2 2 bからガス 2 O bとして排出される。なお、光ファイバ 1 5は、出口部では通常約 1 2 0 0 まで冷却されている。このように本実施例の線引炉では、光ファイバ母材 1 2の溶融部の下部を取り囲む漏斗状部 2 4 bを有する内部炉芯管 2 4を、炉芯室の内部に設けている。漏斗状部 24 bは、光フアイバ母材 12の溶融部の下部を取り囲むので、溶融部の周囲のガスの流れの乱れを防止することができる。また、加熱された不活性ガス 20の一部が内部炉芯管 24の外側の空間 S₂へ流れるので、第 1図に示す構造の炉芯管の場合のように、漏斗状部 24 bの内側に入ってガス流速およびガス圧が高まることがない。したがって、これらの理由により、線引される光ファイバ 15の線振れゃ線径変動を抑えることができる。

更に、本実施例では、ガス 20 bは下部円筒部材 22を介して外気に冷却されるが、内部炉芯管 24内のガス 20 aは外気に直接冷却されない。線引された光ファイバ 15は、外気により直接冷却されないガス 20 aに包まれているので、この結果、泉引された光ファイバ 15は除冷され、その^^変動が抑えられるという効果がある。

以下に、第 3図の線引炉を用いて光ファイバを製造した結果の一例（実施例 1 ) を示す。ここで、不活性ガス 20は H eとし、 30リットル /分、光ファイバ 15の線引速度は、 50 Om/m i nとした。なお、第 1図の線引炉を用いて同条件で光ファイバを製造した比較例 1を併せて示す。

【第 1表】実施例 1 比較例 1

変動（短周期； 5秒） ± 0. 2 m ± 0. 3 m

外径変動（長周期； 1時間） ± 0. 4 m ± 0. 8 m

電力 22 kW 20 kW 実施例 1では、炉芯管下部が 2重になることから、電力が比較例より 10% 余り増える。しかし、外径変動は短周期で、比較例 1の ±0. 3/zmの約 67% の土 0 . 2 ;ζ mに、長周期で比較例 1の ± 0 . 8〃 mの 5 0 %の士 0 . 4〃mに、それぞれ抑えることができた。 .

(実施例 2 )

第 4図に、本実施例の線引炉を模式的に示す。この線引炉の構成は、基本的には第 3図と同様である。しかし、図示しないガス供給装置を下部円筒部材 2 2 のガス通過口 2 2 bに接続した点が第 3図と異なる。なお、第 3図と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。

第 4図に示すようにガス通過口 2 2 bから不活性ガス 2 0を供給すると、不活性ガス 2 0は、炉芯室の内壁と内部炉芯管 2 4 との間の空間 S ₂を流れる間に、力！]熱される。加熱された高温の供給ガス 2 0の一部は、内部炉芯管 2 4の漏斗状部 2 4 bと光ファイバ母材との隙間から当該内部炉芯管 2 4内に流れ込む。内部炉芯管 2 4内に流れ込んだガス 2 0 cは、光ファイバ母材 1 2の溶融部に沿って、空間 S ₁内を下方に流^ 下部円筒部材 2 2の開口部 2 2 aから排出される。一方、残部のガス 2 0 dは、炉芯室内を上方に向かって流れ、ガス通過口 1 7 aから排出される。

このように本実施例の線引炉では、光ファイバ母材 1 2の溶融部の下部を取り囲む漏斗状部 2 4 bを有する内部炉芯管 2 4を、炉芯室の内部に設けている。漏斗状部 2 4 bは、光ファイバ母材 1 2の溶融部の下部を取り囲むので、溶融部の周囲のガスの流れの乱れを防止することができる。また、加熱された不活性ガス 2 0の一部が内部炉芯管 2 4の内側の空間 S iへ流れるので、第 1図に示す構造の炉芯管の場合のように、漏斗状部 2 4 bの内側に入ってガス流速およびガス圧が高まることがない。したがって、これらの理由により、線引される光フアイバ 1 5の線振れゃ線径変動を抑えることができる。

このように、炉芯室下部から不活性ガスを導入するガス供給手段を設けても、実施例 1 と同様な効果を奏する。また、本実施例では、炉芯室の下部で内部炉芯管 24の外側の空間で加熱された不活性ガス 20を、内部炉芯管 14内部に送り込むので、光フアイパ母材 12の溶融部および線引直後の光フアイバ 15が冷たいガスに触れることなく、この結果、光ファイバ 15の^変動が小さくなる。

以下に、第 4図に示す線引炉を用いて光ファイバを製造した結果を示す（実施例 2 ) 。ここで、不活性ガス 20は H eで、 30リットル /分で導入し、光ファィパの線引速度は、 50 Om/m i nとした。

【第 2表】実施例 2 比較例 2

外径変動 0. 2 ^ m 土 0. 5 m 電力 22 kW 20 kW 実施例 2では、炉芯管下部が 2重になることから、電力は約 10%増える。しかし、 ^ #変動は、比較例 2の ±0. 5 mの約 40%の ± 0. 2 mに抑えることが出来た。

(実施例 3 )

次に、第 5図を参照しながら、内部炉芯管の具体的構造を検討した結果を説明する。第 5図に示す線引炉の構成は、基本的には第 1図に示すものと同じであるので、同一作用を示す部材には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施例では、円筒状部 24 aの内径 dlが 3 Omm、長さが Ll、漏斗状部 24 bの上端部の内径 d2が 69 mm, 長さ L2が 4 Ommの内部炉芯管 24を用いた。また、内径 d 3が 95 mmの円筒状炉芯管 2 1を用いた。そして、これに、 ^ D1が 7 Ommの光ファイバ母材 12を揷入して線引きを行う。

ここで、円筒状部 24 aの長さ L1を調節した 2種の内部炉芯管 24を用い、漏斗状部 2 4 bの上端の位置の光ファィバ母材 1 2の溶融部の外径 D2が 1 0 mm の場合（実施例 3— 1 ) と、 D2が 3 1 m mの場合（実施例 3— 2 ) と、線引を実施した。

また、不活性ガス 2 0は H eで、その流量は 3 0リットル /分とし、光フアイノ 1 5の線引速度は 5 0 0 m/m i nで行った。

線引炉の直下において、光ファイバ 1 5の位置も測定できるレーザ測定装置を用いて、光ファイバ 1 5の線径変動および線振動を測定した。

光フアイバ母材 1 2の¾部の瓶 D2が 1 0 mmの場合の^例 3— 1では、実施例 1と同様に、線径変動は ± 0 . 2 で、線振動は、 ± 0 . 2 mmであつた。

—方、光フアイパ母材 1 2の溶融部の外径 D 2が 3 1 mmの場合の実施例 3 一 2では、線径変動は、実施例 3— 1より小さく、 ± 0 . 1 5 であり、線振動は、実施例 3— 1と同様に土 0 . 2 mmであった。

(比較例 3 )

第 2図に示すような線引炉を用い、光ファイバを製造した。この線引炉の第 2の炉芯管 2 2としては、実施例 3で用いた内部炉芯管 2 4 (漏斗状部 2 4 bの上端位置が溶融部の^ D2が 3 1 mmに一致するもの）から漏斗状部 2 4 bを除去したものと同一なものを用いた。すなわち、本比較例では、第 2の炉芯管 2 2 の上端位置は、光ファイバ母材 1 2の溶融部の^ gが 3 1 mmの位置から、 4 0 mm下方であり、この部分の溶融部の外径は約 2 mm程度である。なお、その他の条件は実施例 3と同様として、光ファイバを線引きした。

この場合の線引された光ファイバの^ g変動は ± 0. 4 mであった。また、線引き中の線振動は、 ± 0 . 5 m mと悪いものであった。本発明の線引炉に適用される内部炉芯管の漏斗状部の形状および寸法ならびに炉芯室内における位置は、好ましくは、光ファイバ母材の溶融部の形状に応じて決定するのがよい。また、溶融部の形状は、光ファイバ母材の非溶融部の^ 寸法、炉芯室内の温度分布、光ファイバの線引速度および線引時の張力などに依存するので、漏斗状部の形状、寸法および位置は、これらの条件によって適宜変更できるようにするのが望ましい。

また、漏斗状部の内周面の形状と、光ファイバ母材の溶融部の外周面との形状は、必ずしも一致させる必要はない。

しかし、光フアイバ母材の溶融部の周囲でのガスの流れが乱れおよびガスの流速が速くなるのを防止するものであれば、本発明の範囲に包含される。すなわち、漏斗状部は、光ファイバ母材の溶融部の下部を囲むように、その径が上方ほど大きくなるような形状および寸法を有し、かつその上端外周面と、外側の炉芯管との間に、空隙を有するものであればよい。また、漏斗状部の内周面の形状は、円錐状、楕円球面、球面など、特に限定されない。

好ましくは、漏斗状部は、少なくとも、光ファイバ母材の溶融部の直径が 1 0 mmの部分を囲んでいればよい。これは、その周囲の雰囲気の影響で光フアイバの線径に大きく影響を与える部分は、直径が 1 0 mm以下の部分である。したがって、漏斗状部の上端位置が、溶融部の直径が 1 0 mmの部分より上方にあればよい。

また、漏斗状部の上端外周面と、外側の炉芯管との間の空隙は、例えば、炉芯室上部から導入された不活性ガスが、内部炉芯管内へ流れるガスと、空隙を通つて内部炉芯管の外側に流れるガスとに分流し、この結果、光ファイバ母材の周囲のガスの流速が、線径変動に悪影響を与えるほど大きくならなければよい。

したがって、漏斗状部の上端部の外周面の一部が炉芯室の内壁に接触していてもよい。この場合の実施例を第 6図および第 7図に示す。なお、第 6図および第 7図において、第 5図と同一作用を示す部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。第 7図は、第 6図の VII— VII線部分断面図である。この実施例の線引炉は、内部炉芯管 2 4 Aを具備する。この内部炉芯管 2 4 Aは、上述した第 5図の内部炉芯管 2 4と基本的には同一である。しかし、漏斗状部 2 4 bの上端外周面に、径方向に突出してその先端が円筒状炉芯管 2 1の内周面に当接する突起部を複数個（図面では 4個）有する点が、第 3図の内部炉芯管 2 4と異なる。なお、漏斗状部 2 4 bの上端外周の内、突起部 2 4 cがない部分と、円筒状炉芯管 2 1 との間が空隙 gとなる。

本実施例の線引炉を用いて光ファィパを製造したところ、線引された光ファィパの線径変動および線振動は、実施例 3とほぼ同じであつた。

また、第 6図の内部炉芯管 2 4 Aは、第 5図の内部炉芯管 2 4と比べて、円筒状炉芯管 2 1に対しての位置決めが容易であるという効果を奏する。

なお、かかる線引炉においては、空隙 gを通ってガス通過口 2 2 bから排出されるガスの流量は、開口面積が空隙 gより小さいガス通過口 2 2 bの開口面積に依存する。したがって、空隙 gの開口面積の大きさは、ガス通過口 2 2 bの開口面積に対して、十分大きければ（例えば、 3 4倍以上）、特に限定されない。第 6図以外の例としては、漏斗状部の上周面が円筒芯管に接触し、漏斗状部に貫通孔を形成したものがある。また、この場合、円筒状炉芯管の漏斗状部との接触部から上側と、漏斗状部とを一体的に形成することもできる。

以上説明した実施例において、円筒状炉芯管および内部炉芯管は、通常、線引される光ファイバへの影響等を考慮してカーボン製のものを用いるが、これに ^¾定されるものではない。また、上記実施例では、カーボンヒータなどの電気ヒータを用いた線引炉を例示したが、誘導加熱ヒータを用いた線引炉にも本発明を適用できることは明らかである。また、炉本体内に設けられる断熱材としては、カーボン繊維を例示したが、断熱作用を有するものであれば特に限定されない。なお、カーボンヒータおよびカーボン繊維からなる断熱材を用いる場合には、炉本体内部には、通常、アルゴンガスなどを流し、カーボン材の酸化を防止する。また、炉本体、上部円筒部材、および下部円筒部材の材質もステンレスなどの金属の他、セラミック材などを用いることができ、特に限定されない。以上、実施例と共に述べたように、本発明では、光ファイバ母材の溶融部を囲む漏斗状部を有する内部炉芯管を、炉芯室の内部に設けることにより、溶融部の周囲の空間を縮小して、ガスの流れの乱れを防ぐことができる。また、加熱された不活性ガスの一部だけが内部炉芯管の内側に流れ込むので、溶融部の周囲のガス流の流速が特に大きくなることがない。これらの理由より、本発明では、線引される光フアイバの線振れおよぴ線径変動を抑えることができる。

また、内部炉芯管を設けることにより、炉芯室の下部は、 2重構造となる。したがって、線引されて、内部炉芯管内を通過する光ファイバは、従来のように外気に直接冷却されることがない。この結果、線引されたファイバは除冷され、変動をさらに抑えることができるという効果がある。

また、上方からガスを流す場合、圧力の上昇や変動を吸収し下方の煙突での保温効果が高まると共に、下方からガスを流す場合、炉芯管の間の空間でガスを加熱し内部送るので溶融部ゃファィバが冷たいガスに触れなくなり、これらの結果より、更に線径変動を抑え、の安定した光ファイバを得ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 上端部から光ファイバ母材が挿入され、下端部に設けられた開口から線引された光ファィパが導出される炉芯室と；

この炉芯室内に不活性ガスを流入して当該炉芯室管内を不活性ガス雰囲気とするためのガス供給手段と；

前記炉芯室外周に設けられ、前記光ファイバ母材の下部を加熱溶融して前記光ファイバに線引するために当該光フアイバ母材を加熱する加熱手段と；

前記炉芯室の開口に下部が連通する円筒状部と、この円筒状部の上側に設けられかつ上方ほど直径が漸大して前記光ファイバ母材の溶融部の下部を囲む形状を有する漏斗状部とからなり、前記炉芯室の内部に設けられた内部炉芯管とを具備することを特徴とする光ファィパ線引炉。

2 . 請求の範囲 1の光ファイバ線引炉において、前記ガス供給手段は、炉芯室の上部から前記不活性ガスを供給し、その一部を前記内部炉芯管の内側を通して前記開口から排出し、残りを前記内部炉芯管の外側を通して当該炉芯室下部に設けられた排出口から排出するものである、ことを特徴とする光ファイバ線引炉。

3 . 請求の範囲 1の光ファイバ線引炉において、前記ガス供給手段は、前記炉芯室の下部に設けられたガス導入口から前記不活性ガスを導入し、当該炉芯室の内壁と前記内部炉芯管との間の空間にて加熱されたガスの一部を前記漏斗状部側から前記内部炉芯管内に流入して前記開口から排出し、残りのガスを前記炉芯室上部に設けられたガス排出口から排出するものである、ことを特徴とする光ファィパ線引炉。

4 . 請求の範囲 1〜3の何れかの光ファイバ線引炉において、前記内部炉芯管の前記漏斗状部の上端が、前記光ファイバ母材の下部の溶融部の、外径が少なくとも 1 0 mmの部分よりも上方に位置することを特徴とする光ファイ線引炉。

5 . 請求の範囲 1〜4の何れかの光ファイバ線引炉において、前記内部炉芯管の前記漏斗状部の上端外周部一部が、前記炉芯室の内壁と接触していることを特徵とする光ファイバ線引炉。

6. 請求の範囲 1〜5の何れかの光ファイバ線引炉において、前記炉芯室が、円筒状の炉芯管と、この円筒状炉芯管の上側に連通しかつその上部にガス通過口を有する上部円筒部材と、前記円筒状炉芯管の下側に連通しかつその下部にガス ίΐϋ口を有する下部円筒部材とで構成されることを特徴とする光フアイパ線弓 1炉。

7 . 光ファイバが引き出される開口に下端部が連通する円筒状部と、この円筒状部の上側に設けられ、上方ほど直径が漸大する形状を有する漏斗状部とからなる内部炉芯管を内部に具備する炉芯室の上端部から、光ファイバ母材を挿入するステップ；

この炉芯室内に不活性ガスを流入して当該炉芯室管内を不活性ガス雰囲気とするステップ；

前記炉芯室外周に設けられた加熱手段により、前記光ファイバ母材の下部を加熱溶融して、その下端の溶融部が前記内部炉芯管の前記漏斗状部で囲まれるように酉己置するステツプ；および

前記光ファィバ母材の前記溶融部から線引される光ファィバを前記開口から引き出すステップ

を具備することを特徴とする光フアイパ線引方法。

8 . 請求の範囲 7の光ファイバ線引方法において、前記炉芯室へのガスの供給は、前記炉芯室の上部から行い、供給された不活性ガスの一部は前記内部炉芯管の内側を通して前記開口から排出し、残りは前記内部炉芯管の外側を通して当該炉芯室下部に設けられた排出口から排出するようにする、ことを特徴とする光ファイバ線引方法。

9 . 請求の範囲 7の光ファイバ線引方法において、前記炉芯室へのガスの供給は、前記炉芯室の下部に設けられたガス導入口から行い、当該炉芯室の内壁と前記内部炉芯管との間の空間にて加熱されたガスの一部は前記漏斗状部側から前記内部炉芯管内に流入して前記開口から排出し、残りのガスは前記炉芯室上部に設けられたガス排出口から排出する、ことを特徴とする光ファイバ線引方法。