WO2014115849A1 - 光ファイバ用線引炉のシール構造、光ファイバの線引方法 - Google Patents

光ファイバ用線引炉のシール構造、光ファイバの線引方法 Download PDF

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WO2014115849A1
WO2014115849A1 PCT/JP2014/051568 JP2014051568W WO2014115849A1 WO 2014115849 A1 WO2014115849 A1 WO 2014115849A1 JP 2014051568 W JP2014051568 W JP 2014051568W WO 2014115849 A1 WO2014115849 A1 WO 2014115849A1
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WO
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optical fiber
blade members
base material
blade
drawing furnace
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PCT/JP2014/051568
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山崎　卓
巌 岡崎
小西　達也
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住友電気工業株式会社
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    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/029—Furnaces therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
    • C03B2205/60—Optical fibre draw furnaces
    • C03B2205/80—Means for sealing the preform entry or upper end of the furnace

Definitions

  • the present invention relates to a sealing structure for an optical fiber drawing furnace for closing a gap between an upper end opening of an optical fiber drawing furnace and an optical fiber glass preform, and an optical fiber drawing method.
  • An optical fiber is made by lowering a glass base material for optical fiber (hereinafter referred to as a glass base material) mainly composed of quartz from an upper end opening of an optical fiber drawing furnace (hereinafter referred to as a drawing furnace) into a furnace core tube.
  • a glass base material mainly composed of quartz from an upper end opening of an optical fiber drawing furnace (hereinafter referred to as a drawing furnace) into a furnace core tube.
  • the tip is heated and melted, and the tip of the glass base material is reduced in diameter and drawn from the lower end opening. Since the temperature in the drawing furnace at this time is as high as about 2000 ° C., carbon having excellent heat resistance is used for the parts in the drawing furnace.
  • This carbon has the property of being oxidized and consumed in a high-temperature oxygen-containing atmosphere. For this reason, it is necessary to keep the inside of a drawing furnace in the atmosphere of noble gases, such as argon gas and helium gas, and nitrogen gas (henceforth inert gas etc.).
  • noble gases such as argon gas and helium gas, and nitrogen gas (henceforth inert gas etc.).
  • the inside of the drawing furnace is set to a positive pressure to prevent outside air (oxygen) from entering the drawing furnace.
  • the gap between the upper end opening of the drawing furnace and the glass base material is well sealed. Otherwise (if not sealed), the outside air will be drawn into the drawing furnace, which will affect the life of the drawing furnace, and the amount of inert gas used will increase, making it impossible to reduce the manufacturing cost of the optical fiber. . Therefore, a sealing mechanism for closing the gap between the upper end opening of the drawing furnace and the glass base material is required.
  • Patent Document 1 discloses a seal structure including upper and lower two-stage blade members that are in contact with a side surface of a glass base material at an upper end opening of a drawing furnace.
  • the blade member of Patent Document 1 is configured so as to constantly press the side surface of the glass base material, if the pressing force is strong, the surface of the glass base material is damaged or a load is applied to the blade member. There is a problem that the blade member is likely to be broken and damaged easily. On the other hand, if the pressing force is weak, the blade member may not move smoothly, and the blade member may not be sufficiently brought into contact with the glass base material and may not be sufficiently airtight. In addition, even when the width and number of blade members are not appropriate, there may be a case where the gap between the glass base material is too large and airtightness cannot be obtained.
  • sealing is performed by bringing a plurality of blade members into contact with a glass base material, but the base material contact surface of each blade member has a substantially rectangular cross-sectional shape having a curved surface close to the base material radius. Since the glass base material has a predetermined thickness in the height direction and is formed parallel to the side surface of the glass base material, the outer diameter of the glass base material varies greatly, and the base material contact surface of each blade member and the glass base material When the side surface of the blade member is no longer parallel, a gap is formed between the base material contact surface of the blade member and the side surface of the glass base material, and this gap communicates between the upper and lower blade members and winds outside air into the drawing furnace. There is a problem. *
  • the upper blade member 104 when the base material diameter of the glass base material 5 is increased toward the upper part, the upper blade member 104 is made of glass rather than the lower blade member 105.
  • the base material contact surface 104a of the upper blade member 104 is in contact with the side surface of the glass base material 5, and moves to the side farther from the drawing furnace central axis Z when viewed in the radial direction of the base material 5.
  • the lower end portion is separated from the side surface of the glass base material 5.
  • a gap is formed between the lower end portion of the base material contact surface 104a and the side surface of the glass base material 5, and further, in the circumferential direction of the glass base material 5 along with the movement. Since a gap is also formed between the adjacent upper blade members 104, the inside of the drawing furnace communicates with the outside through the gap formed between the lower blade members 105 that are also adjacent in the circumferential direction. May be caught in the drawing furnace.
  • the lower blade member 105 is made of the glass base material 5 than the upper blade member 104.
  • the base material contact surface 105a of the lower blade member 105 is in contact with the side surface of the glass base material 5, and the upper end portion thereof is made of glass. Move away from the side of the base material 5. Therefore, in the lower blade member 105, a gap is formed between the upper end portion of the base material contact surface 105a and the side surface of the glass base material 5, and further, a gap is also formed between adjacent lower blade members 105. Therefore, the drawing furnace communicates with the outside through a gap formed between the adjacent upper blade members 104. Therefore, in this case as well, as in the case where the base material diameter increases, there is a possibility that outside air may be caught in the drawing furnace. *
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can avoid the entrainment of outside air into the drawing furnace, can reduce the amount of inert gas used, and the like of the drawn optical fiber. It is an object of the present invention to provide an optical fiber drawing furnace seal structure and an optical fiber drawing method capable of reducing the diameter variation.
  • An optical fiber drawing furnace sealing structure seals a gap between an upper end opening of an optical fiber drawing furnace and an optical fiber glass base material inserted from the upper end opening. It is a seal structure for an optical fiber drawing furnace, A plurality of blade members, a support mechanism for supporting the plurality of blade members, and the plurality of blade members individually so that the tips of the plurality of blade members are in contact with the side surfaces of the glass preform for optical fiber. A pressing mechanism for pressing in the radial direction of the glass preform for optical fiber, The pressing force when the plurality of blade members abut on the optical fiber glass preform is 0.1 to 10 N per blade member.
  • optical fiber drawing furnace sealing structure seals the gap between the upper end opening of the optical fiber drawing furnace and the glass preform for the optical fiber inserted from the upper end opening.
  • the optical fiber is drawn using the sealing structure of the optical fiber drawing furnace.
  • the drawing method of an optical fiber can avoid the entrainment of outside air into the drawing furnace, and can reduce the amount of inert gas used, The diameter fluctuation of the drawn optical fiber can be reduced.
  • the load on the blade member can be reduced, and a long-life seal structure can be provided.
  • FIG. 4 is an example of a partial cross-sectional view of the blade member of FIG. 2 or FIG. 3. It is an example of the other fragmentary sectional view of a blade member. It is sectional drawing which shows the outline of 2nd Embodiment of the seal structure by this invention. It is a top view which shows the principal part of the seal structure of FIG.
  • FIG. 1 illustrates an outline of a drawing furnace to which the present invention is applied.
  • a resistance furnace that heats the core tube with a heater will be described as an example.
  • the present invention can also be applied to an induction furnace in which a high-frequency power source is applied to the coil to induction-heat the core tube.
  • the drawing furnace 1 includes a furnace casing 2, a furnace core tube 3, a heating source (heater) 4, and a seal mechanism 8.
  • the furnace housing 2 has an upper end opening 2a and a lower end opening 2b, and is made of, for example, stainless steel.
  • the core tube 3 is formed in a cylindrical shape at the center of the furnace housing 2 and communicates with the upper end opening 2a.
  • the core tube 3 is made of carbon, and the glass base material 5 is inserted into the core tube 3 after being sealed by the seal mechanism 8 from the upper end opening 2a.
  • the heater 4 is disposed so as to surround the furnace core tube 3, and the heat insulating material 7 is accommodated so as to cover the outside of the heater 4.
  • the heater 4 heats and melts the glass base material 5 inserted into the core tube 3, and melts and droops the optical fiber 5b melted and reduced in diameter from its lower end portion 5a.
  • the glass base material 5 can be moved in a drawing direction (downward direction) by a separately provided moving mechanism, and the glass base material 5 is suspended and supported on the upper side of the glass base material 5.
  • the support rod 6 for connecting is connected.
  • the drawing furnace 1 is provided with an inert gas supply mechanism (not shown) so as to supply inert gas or the like in the furnace core tube 3 or around the heater 4 to prevent oxidative degradation. Yes.
  • the upper end part of the inner wall of the core tube 3 forms the upper end opening part 2a as it is, the example is not restricted to this.
  • an upper lid that is an upper end opening narrower than the inner diameter d of the core tube 3 may be provided on the upper side of the core tube 3, and in this case, the gap to be sealed is the narrow upper end opening and the glass base material 5. It becomes a gap generated between the two.
  • the cross-sectional shape of the glass base material 5 is basically generated to aim at a perfect circle, but some non-circles may exist regardless of the accuracy, and the glass base material 5 may have an elliptical shape. May be.
  • the upper end opening 2a may have a circular cross section, but this accuracy does not matter.
  • the present invention is directed to the sealing mechanism 8 for closing the gap S between the upper end opening 2a of the drawing furnace 1 and the outer periphery of the glass base material 5 inserted from the upper end opening 2a.
  • the glass base material 5 in the furnace is heated by the heater 4 while the outside air outside the furnace is not caught by the seal mechanism 8 provided in the upper end opening 2a.
  • the lid body 9 arranged on the upper part of the glass base material 5 corresponds to a seal near the end of the drawing process.
  • the support rod 6 is lowered to the position of the core tube 3 by the progress of the drawing process, that is, the support rod 6 is drawn.
  • the lid 9 is a lid that penetrates the support bar 6 and is placed on the upper side of the glass base material 5, and has a through hole 9 a and a shoulder 9 b for the support bar 6 as shown in the figure.
  • Examples of the material of the lid body 9 include quartz and metal.
  • the cover body 9 may be a shape which just opened the through-hole 9a of the support bar 6 in the disk. Even in such a shape, transition between states as described above is possible as well.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the seal structure 10.
  • the seal structure 10 has a plurality of blade members 14 and 15 having heat resistance, a cylinder 11 that is a part of a support mechanism that supports the blade members 14 and 15, and an action of pressing the blade members 14 and 15 inward. And a mechanism (hereinafter referred to as a pressing mechanism).
  • a mechanism hereinafter referred to as a pressing mechanism.
  • the cylinder 11 is referred to as an inner cylinder.
  • the outer cylinder 12 also forms part of a support mechanism that supports the blade members 14 and 15.
  • the inner cylinder 11 is provided with a plurality of guide holes 13a, 13b for sliding the plurality of blade members 14, 15 on the circumference of the inner cylinder 11, for example, in two steps.
  • the guide holes 13a and 13b are provided radially with respect to the central axis of the inner cylinder 11, and the blade members 14 and 15 are also installed so as to be radially movable linearly.
  • the guide holes 13a and 13b are not provided directly in the inner cylinder 11, for example, but as shown in FIG. 4, a disk-shaped storage portion 13 for storing the blade members 14 and 15 is provided in the inner cylinder.
  • Each guide hole 13 a, 13 b can be provided in the storage portion 13.
  • the blade members 14 and 15 have, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape whose cross-sectional shape in a plane perpendicular to the moving direction is a substantially rectangular shape.
  • the thickness of the blade members 14 and 15 may be thin, for example, may be about 1 mm in thickness.
  • the guide holes 13a and 13b described above are holes having a shape that matches the cross-sectional shape of the blade members 14 and 15.
  • the tips of the blade members 14 and 15 are brought into contact with the side surfaces of the glass base material when pressed by a pressing mechanism as will be described later. Accordingly, the tips of the blade members 14 and 15 are the maximum value assumed as the radius of the glass base material (the maximum diameter of the glass base material to be used) in order to make the gap with the glass base material as small as possible at the time of contact. It is preferable to use an arc shape having a curvature suitable for the above. FIG. 2 etc. show an example in which such an arc is adopted.
  • the material of the blade members 14 and 15 is preferably carbon.
  • Carbon is not only excellent in heat resistance but also a soft material that can be processed with a small coefficient of friction, so there is no fear of damaging the glass base material.
  • soft carbon having a Shore hardness of 100 or less for the blade members 14 and 15 of this example.
  • Carbon is also preferred in that it can be easily molded by press molding or machining.
  • the blade members 14 and 15 for example, glass (quartz), SiC-coated carbon, or the like can be employed in addition to carbon. Further, even when other hard materials are used, for example, the glass base material is not damaged by using soft carbon only at the tip portion.
  • the blade members 14 and 15 are required to be made of a material that does not melt with the heat of the drawing furnace, and preferably have a heat resistance of about 200 ° C. or higher. When the heat resistance of the blade members 14 and 15 is not sufficient, a mechanism for cooling the blade members 14 and 15 (for example, a water cooling method) may be provided.
  • the periphery of the blade members 14 and 15 is made by spraying an inert gas or the like on the blade members 14 and 15 in order to prevent oxidative degradation.
  • An atmosphere such as an inert gas is desirable.
  • the inner diameter of the inner cylinder 11 and the length of the blade members 14 and 15 in the moving direction may be determined so as to fill a gap generated between the drawing furnace and the glass base material. In the example of FIG. 1, the width of the gap S generated between the core tube 3 and the glass base material 5 in the upper end opening 2 a is halved by subtracting the diameter ⁇ of the glass base material 5 from the diameter d of the core tube 3. Value.
  • the inner diameter of the inner cylinder 11 and the blade members 14 and 15 are based on the distance assumed as the gap S (preferably the assumed maximum distance). What is necessary is just to determine the length of the moving direction. For example, when the diameter ⁇ of the glass base material 5 is 90 mm and is formed with a diameter variation of ⁇ 10 mm, the diameter d of the core tube 3 only needs to be about 120 mm, so the width of the gap S is about 10 to 20 mm. Become.
  • the width (the length parallel to the tangential direction of the inner cylinder 11) and the number of blade members 14 and 15 depend on the outer diameter of the glass base material used, the outer diameter fluctuation amount in the longitudinal direction, the bending amount, and the like. It is necessary to choose appropriately. Basically, the greater the number of blade members 14 and 15, the easier it is to seal. And the said press action mechanism makes the front-end
  • the drawn optical fiber has a diameter variation
  • the diameter variation of the optical fiber (a value of 3 times the glass fiber diameter variation (standard deviation ⁇ ), 3 ⁇ ) is ⁇ 0.5 ⁇ m or less.
  • the inventors measured the variation in the diameter of the optical fiber 5b manufactured by the drawing furnace 1, the degree of deterioration in the furnace, and the like by changing the pressing force per blade member.
  • the results are as follows (1) to (5).
  • the pressing force was 0.1 N, the diameter variation of the optical fiber was ⁇ 0.4 ⁇ m.
  • the pressing force was 1 N, the diameter variation of the optical fiber was ⁇ 0.15 ⁇ m.
  • the pressing force was 10 N, the diameter variation of the optical fiber was ⁇ 0.15 ⁇ m, but the blade member was sometimes worn.
  • the present inventors desirably set the pressing force per blade member in the range of 0.1 to 10 N in order to make the diameter variation of the optical fiber ⁇ 0.5 ⁇ m or less. In order not to wear the blade member, it has been found that it is further desirable to set the blade member in the range of 0.1 to 1N.
  • the required number of blade members and the width of the blade member are determined by the maximum diameter and the minimum diameter of the glass base material.
  • the total number of blade members is N
  • the blade member width is L
  • the blade members are not in contact with each other at the upper and lower stages. So you have to It is necessary that ⁇ ⁇ Dmin> L ⁇ N / 2.
  • the tip of the blade member is actually an arc, but the length is calculated as being equal to L.
  • the blade member when the glass base material has the maximum diameter Dmax, the blade member must be such that there is no space between the adjacent upper and lower blades.
  • the value of the diameter variation of the optical fiber also changes by changing the width and the number of blade members 14 and 15.
  • the number of blade members 14 and 15 is less than 5 in each step, the gap between the glass base material and the blade member tip becomes large, and the diameter variation of the optical fiber is larger than ⁇ 0.5 ⁇ m. Is 5 or more (10 sheets in total) or more, the diameter variation of the optical fiber is a good value ( ⁇ 0.5 ⁇ m or less).
  • cost becomes high and is not practical.
  • the blade members 14 and 15 when the width L of the blade members 14 and 15 is less than 5 mm, the blade members 14 and 15 may not move due to being too light, and when the width L of the blade members 14 and 15 is 5 mm or more and 50 mm or less, The fiber diameter variation is a good value.
  • the width L of the blade members 14 and 15 exceeds 50 mm, the gap between the glass base material and the tip of the blade member becomes large as in the case where the number of blade members is small, and the diameter of the optical fiber is increased. The fluctuation becomes larger than ⁇ 0.5 ⁇ m. For this reason, it is preferable that the width L of the blade members 14 and 15 is 5 mm or more and 50 mm or less.
  • the inner cylinder 11 is provided with a plurality of guide holes 13a and 13b alternately on the circumference thereof, and the blade members 14 and 15 can move linearly in these guide holes. Inserted in the state. Therefore, a plurality of blade members 14 are provided at equal intervals on the circumference of the inner cylinder 11, and a plurality of blade members 15 are also provided at equal intervals on the circumference of the inner cylinder 11. The blade member 14 and the blade member 15 are not spaced apart in the vertical direction.
  • the blade members 14 and 15 fill the gap generated by the adjacent blade member 14 with the blade member 15, and fill the gap generated by the adjacent blade member 15 with the blade member 14. That is, the gaps between the adjacent blade members 14 and the gaps between the adjacent blade members 15 do not overlap each other. Thereby, it is possible to seal the gap S in FIG. 1 so that the inert gas or the like hardly leaks.
  • the plurality of blade members 14 and 15 are alternately stacked in a two-layer structure.
  • the gap generated in the upper end opening of the drawing furnace is closed by bringing the tips of the blade members 14 and 15 into contact with the glass base material.
  • Each of the plurality of blade members 14 and 15 is installed to be slidable independently in the horizontal direction toward the center of the glass base material.
  • the pressing mechanism includes a plurality of rod-like members 16 each having one end fixed to the rear ends of the blade members 14 and 15 and the other end held by the outer cylinder 12.
  • a plurality of coil spring members 17 provided along each of the plurality of rod-like members 16 can be used.
  • the outer cylinder 12 is not limited to a cylinder, and may be a polygonal cylindrical member as long as it can function as an outer wall.
  • the coil spring member 17 may not have a coil shape as long as the coil spring member 17 extends and contracts in the axial direction.
  • the plurality of rod-like members 16 are inserted into the slow insertion holes of the fixing member 18 fixed to the outer cylinder 12 and are movable in the radial direction.
  • a plurality of coil spring members 17 are arranged along the rod-shaped member 16 and are respectively brought into contact with the plurality of blade members 14 and 15 and the fixing member 18.
  • the pressing mechanism can press the blade members 14 and 15 individually toward the glass base material by the pressing force of the coil spring member 17.
  • the pressing mechanism described with reference to FIG. 2 is composed of the rod-shaped member 16 and the coil spring member 17 and the like, but may be composed of an air cylinder as in the modification of the pressing mechanism illustrated in FIG. Good.
  • a seal structure 10 ′ including a modification of the pressing mechanism illustrated in FIG. 3 includes blade members 14 and 15 and an inner cylinder 11 as in FIG.
  • the configuration including the inner cylinder 11 and the outer cylinder 12 as a support mechanism for supporting the blade members 14 and 15 is also the same.
  • the pressing mechanism in the seal structure 10 ' is composed of a plurality of air cylinders.
  • Each air cylinder 19 is provided in place of the rod-like member 16 and the coil spring member 17 of FIG.
  • Each air cylinder 19 is a member whose length is expanded and contracted with respect to the radial direction of the drawing furnace body, and is composed of piston rods 19a and 19b and a cylinder tube 19c, and has a pressing force in the extending direction.
  • the piston rods 19a and 19b include a rod 19a having a small diameter for fixing to the plurality of blade members 14 and 15, and a rod 19b having a larger outer diameter fixed to the rod 19a.
  • the air cylinder 19 expands and contracts by inserting or inserting the large-diameter rod 19b from the cylinder tube 19c. *
  • Each air cylinder 19 has one end (the tip of a small-diameter rod 19a) fixed to the rear ends of the blade members 14 and 15, and the other end (the opposite side of the rods 19a and 19b in the cylinder tube 19c). Are fixed by a fixing member 18 so that each of the end portions penetrates the outer cylinder 12.
  • the blade members 14 and 15 can be individually pressed to the glass base material side by the pressing force of the air cylinder 19.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the blade member and its operation in the above-described seal structures 10 and 10 ′.
  • the guide hole and the blade member are provided in two stages.
  • the seal structure according to the present embodiment may be provided in at least one stage, and can be similarly applied even if there are three or more stages. is there.
  • the blade member is made to have a smaller surface in contact with the glass base material, and the blade member is in contact with the blade member. What is necessary is just to employ
  • in the first stage as described above, a gap is generated between adjacent blades, and the gap with the glass base material may vary depending on the roundness of the glass base material at the position where the blade member abuts. .
  • a structure having two or more stages Such a structure having two or more steps may be used as one set, and a structure in which two or more sets are stacked may be employed.
  • the blade members When the number of blade members is three or more, the blade members may be arranged adjacent to each other so as not to create a gap in the vertical direction, and the blade members may be arranged so as to fill the gap between the blade members, as in the case of two stages.
  • the gap S between the core tube 3 and the glass base material 5 can be satisfactorily closed even if the diameter fluctuation of the glass base material 5 in FIG. 1 is large. Can do. As a result, the inflow of outside air into the furnace can be suppressed.
  • the blade members 14 and 15 move radially toward the outer cylinder 12 (outward) at locations where the glass base material is thick.
  • the blade members 14 and 15 can close the gap S with a simple structure in which they move radially toward the center of the inner cylinder 11 (inward). Diameter fluctuations can be automatically absorbed.
  • each of the plurality of blade members 14 and 15 has a structure that slides independently, it is necessary to cope with a case where the diameter of the glass base material is not constant on the same cross section, that is, a non-circular cross section. Can do.
  • the blade members 14 and 15 shown in FIGS. 2 to 4 have, for example, tip portions that overlap with each other while being shifted by a half pitch. These tip portions are preferably formed in a shape in line contact with the side surface of the glass base material at the alignment position. Specifically, as shown in FIG. 5 which is cut along the moving direction of the blade member, the tip portion 14a of the upper blade member 14 is a straight line so that the lower portion approaches the central axis of the upper end opening 2a in FIG. The lower end of the blade member 14 protrudes toward the glass base material from the upper end thereof.
  • the tip portion 15a of the lower blade member 15 is inclined linearly so as to approach the central axis of the upper end opening 2a toward the upper portion, and the upper end of the blade member 15 is made of a glass base material rather than its lower end. Sticks out.
  • tip part 14a, 15a can be line-contacted with the side surface of a glass base material in the position where an upper and lower blade member overlaps. Even if the gap S in FIG. 1 fluctuates greatly and a gap is formed between adjacent blade members in the circumferential direction, the contact between the lower end portion of the upper end portion 14a and the side surface of the glass base material, and the lower step Contact between the upper end portion of the tip portion 15a and the side surface of the glass base material is maintained.
  • the upper blade member 14 is provided with a relief to the upper surface end side while leaving the lower surface end
  • the lower blade member 15 is provided with a relief to the lower surface end side leaving the upper surface end. Yes.
  • a gap may be generated between the upper end portion of the upper end portion 14a and the glass base material and between the lower end portion of the lower end portion 15a and the glass base material.
  • a gap is generated between the lower end portion of the upper end portion 14a and the glass base material, and between the upper end portion of the lower end portion 15a and the glass base material.
  • the gap between the upper end opening and the glass base material can be closed without the gap communicating in the vertical direction.
  • the blade members 14 and 15 inclined linearly have been described, but they may be curved.
  • the blade members 14 ′ and 15 ′ shown in FIG. 6 also have tip portions 14a ′ and 15a ′ formed in a shape in line contact with the side surfaces of the glass base material at the positions where the upper and lower blade members overlap. ing.
  • the tip portion 14a ′ of the upper blade member 14 ′ is curved and inclined so as to approach the central axis of the upper end opening 2a in FIG.
  • the curve may be convex outward as shown in FIG. 6, or may be concave outward.
  • the tip 15a ′ of the lower blade member 15 ′ is curved and inclined so as to approach the central axis of the upper end opening 2a toward the upper part.
  • the load on the tip portion can be reduced compared to the case where the tip portions are inclined linearly, and a long-life blade member can be provided.
  • FIGS. 7 is a cross-sectional view schematically showing the seal structure 20
  • FIG. 8 is a top view showing the main part of the seal structure of FIG. 7,
  • FIG. 9 is a view showing an example of a blade member storage portion in the seal structure 20.
  • FIG. The seal structure 20 according to the second embodiment includes a plurality of blade members 24 and 25 having heat resistance, a storage portion 23 that is a part of a support mechanism that supports the blade members 24 and 25, a cylindrical slit spring 26, and the like. .
  • the blade members 24 and 25 can have the same shape as the blade members 14 and 15 described in the first embodiment and the like, and have a substantially rectangular parallelepiped shape whose cross-sectional shape in a plane perpendicular to the moving direction is substantially rectangular. Shaped.
  • the tip portions 24a and 25a of the blade members 24 and 25 have the same shape as the tip portions 14a and 15a described in FIGS. 2 to 5 of the first embodiment and the tip portions 14a ′ and 15a ′ described in FIG. Things can be used.
  • the tip portions 24a and 25a are pressed by the pressing action mechanism described later, the tip portions 24a and 25a are in contact with the side surfaces of the glass base material as much as possible.
  • the material of the blade members 24 and 25 is preferably carbon.
  • the storage unit 23 is a disk-shaped member, and is housed and fixed in the housing 27.
  • FIG. 9 shows a state in which the storage portion 23 is viewed from the AA cross section in FIG.
  • the storage portion 23 is provided with a plurality of guide holes 23 a and 23 b for slidingly moving the plurality of blade members 24 and 25 in two stages on the circumference of the storage portion 23.
  • the guide holes 23a and 23b are provided radially with respect to the central axis of the storage portion 23, and the blade members 24 and 25 can also be moved radially linearly in the same manner as the blade member in the first embodiment. Installed.
  • the inner diameter of the storage portion 23 and the length in the moving direction of the blade members 24 and 25 are determined so as to fill a gap generated between the drawing furnace and the glass base material.
  • the width and the number of blade members 24 and 25 are selected according to the outer diameter of the glass base material to be used.
  • the cylindrical slit spring 26 is provided around the blade members 24 and 25 and presses the blade members 24 and 25 in the central direction of the storage portion 23 (biasing force in the central direction). Functioning as an urging mechanism).
  • the cylindrical slit spring 26 is desirably formed of a heat-resistant material such as carbon, ceramics, carbon-ceramic composite material, or metal material, and preferably has a heat resistance of 200 ° C. or higher.
  • the cylindrical slit spring 26 of this example is formed by alternately forming slits in the above-described cylindrical heat-resistant material from the vertical direction.
  • FIG. 10 shows a part of the cylindrical slit spring 26.
  • the cylindrical slit spring 26 is formed by alternately forming slits 26a from above and slits 26b from below.
  • carbon is used as the material of the cylindrical slit spring 26, the process of providing the slits 26a and 26b is relatively easy.
  • the cylindrical slit spring 26 can be expanded and contracted in the circumferential direction by such slits 26a and 26b, and a force (shrinking force) for contracting in the cylindrical radial direction is generated by the elastic force in the circumferential direction. .
  • the cylindrical slit spring 26 is provided so as to press the blade members 24 and 25 against the side surface of the glass base material by the contraction force in the cylindrical radial direction.
  • the installation form of the cylindrical slit spring 26 is as shown in the sectional view of FIG. 7 and the top view of FIG. In the case of the example of FIGS.
  • the seal structure 20 individually accommodates a plurality of blade members 24 and 25 in the radial direction of the drawing furnace (more precisely, by the contraction force of the cylindrical slit spring 26 in the cylindrical radial direction).
  • the tips of the blade members 24 and 25 are brought into contact with the side surface of the glass base material 5 by pressing in the radial direction of the portion 23.
  • the pressing force is weak enough to adjust the thickness and slit width of the cylindrical slit spring 26 so that the surface of the glass base material is not scratched and the blade member is not damaged or damaged. It can be adjusted to be strong enough to move.
  • the glass base material 5 is lowered as indicated by an arrow due to the progress of drawing, and the outer diameter of the glass base material 5 increases, for example, from ⁇ 1 to ⁇ 2 (> ⁇ 1 ).
  • the cylindrical slit spring 26 extends outward as indicated by the arrow with the blade members 24 and 25 uniformly tightened in the circumferential direction, and conversely shrinks when the outer diameter of the glass base material 5 decreases. Can do. Therefore, the cylindrical slit spring 26 can automatically absorb the diameter variation of the glass base material 5.
  • the seal structure 20 of this example has a structure in which each of the plurality of blade members 24 and 25 slides independently, when the diameter of the glass base material 5 is not constant on the same cross section, that is, a non-circular shape. It is possible to cope with the case of having a cross section.
  • the casing 27 of the seal structure 20 is provided with a gas introduction port 27a through which an inert gas or the like is supplied by a supply mechanism (not shown).
  • a mouth 23c is provided.
  • carbon is used as a member such as the blade members 24 and 25 and the cylindrical slit spring 26
  • an inert gas or the like reaches the inside of the casing 27 and the blade members 24 and 25 through the gas introduction port 27a and the gas vent port 23c. Further, it is possible to prevent oxidative deterioration of the member.
  • the inert gas etc. may be the same as the gas supplied into the furnace, or may be different types.
  • the gap S can be satisfactorily closed even if the diameter variation of the glass base material 5 in FIG. It is possible to prevent leakage of gas in the furnace and prevent inflow of outside air.
  • the sealing structure of this example uses the cylindrical slit spring 26 having a simple structure that expands and contracts in the radial direction as the pressing mechanism, the equipment can be simplified and the maintenance is facilitated.
  • FIGS. 11 is a cross-sectional view showing an outline of the seal structure 30, FIG. 12 shows a state in which the blade member in the seal structure in FIG. 11 is in an open / closed state, and FIG. 12 (A) shows a state in which the blade member is in an open state. (B) is a figure which shows the mode that a braid
  • the seal structure 30 includes a plurality of blade members 34 and 35 having heat resistance, and a support mechanism including an inclined base 31 and a slide mechanism that support the blade members 34 and 35. Further, the plurality of blade members 34 and 35 and the support mechanism are placed and stored in a housing 37 shown in FIG. In FIG. 11, the casing 37 is illustrated so as to cover the upper and lower surfaces and the side surfaces of the tilting table 31, but the present invention is not limited to this, and for example, the bottom wall of the casing 37 is eliminated and Alternatively, the tilt table 31 may be placed directly. Moreover, the structure which does not have the housing
  • the inclined base 31 that supports the plurality of blade members 34 and 35 is inclined so as to be lowered toward the central axis direction of the upper end opening 2a of FIG. 1 and has an insertion port for inserting the glass base material 5 at the center. It is a stand with. That is, as shown in FIG. 11, the tilting table 31 has a right triangle with the bottom side parallel to the upper end of the drawing furnace and the height as the central axis direction of the upper end opening. It is a disk-shaped member having a shape that is rotated around the upper end opening with the shaft as the center of rotation. Note that the right-angled triangle described above may actually have a trapezoidal shape even if it has another shape such as a trapezoid as shown in the figure. Moreover, although it is desirable that the diameter of the insertion port of the glass base material 5 in the inclined base 31 is the same as the diameter of the upper end opening, there may be some length.
  • the above mechanism corresponds to the pressing mechanism in the first and second embodiments described above, and the plurality of blade members 34 and 35 are individually separated by the weight of the plurality of blade members 34 and 35. It is a mechanism that slides in the radial direction of the drawing furnace along the inclination. And by this slide mechanism, the front-end
  • a plurality of protrusions 32 for linearly sliding the plurality of blade members 34 radially with respect to the central axis of the tilt table 31 are provided on the circumference of the tilt table 31. Is provided. As shown in FIGS. 11 and 12, a plurality of blade members 35 are slidably moved linearly in the radial direction with respect to the central axis of the tilt table 31 on the circumference of the tilt table 31.
  • a protrusion 33 is provided.
  • the use of the plurality of protrusions 32 and 33 is an example of the above-described slide mechanism, and the protrusions 32 and the protrusions 33 are alternately provided along the circumferential direction of the inclined base 31.
  • the auxiliary member 36 in FIG. 12 is arranged on the inclined base 31 so as to form a slide surface of the blade member 34, and the blade member 34 is at the height on the upper surface side of the blade member 35 and the blade member 34. A part of the lower surface of the blade can slide while contacting the upper surface of the blade member 35.
  • the horizontal sections of the protrusions 32 and 33 are substantially rectangular, and guide slits (slide holes) 34s and 35s having a width matching the short side are provided in the blade members 34 and 35, respectively. Since the plurality of protrusions 32 and 33 having such a shape are provided radially on the inclined base 31, as shown in the example of transition from the state (A) in FIG. 12 to the state (B) in FIG.
  • the blade members 34 and 35 can also be slid radially.
  • the protrusions 32 and 33 may be provided on the blade members 34 and 35 side, and a slide groove for guiding the blade members 34 and 35 may be provided on the inclined surface side of the inclined base 31. Moreover, although the example which provided one protrusion part with respect to one blade member is given, you may make it slide by providing two guide pins.
  • the blade members 34 and 35 can have the same shape as described in the first and second embodiments, and the cross-sectional shape in a plane perpendicular to the moving direction is substantially rectangular.
  • the shape has an arc in the width direction.
  • the length (sliding distance) of the blade members 34 and 35 in the moving direction with respect to the inclined base 31 is determined by the length of the guide slits 34s and 35s described above, but occurs between the drawing furnace and the glass base material. Decide to close the gap.
  • the tip portions 34a and 35a of the blade members 34 and 35 are the same as the tip portions 14a and 15a described in FIGS. 2 to 5 of the first embodiment and the tip portions 14a ′ and 15a ′ described in FIG. Shaped ones can be used.
  • the tip portions 24a, 25a of the blade members 24, 25 are in contact with the side surfaces of the glass base material 5 as much as possible when the tip portions 34a, 35a are lowered along the inclination due to their own weight.
  • the blade member 35 slides and moves with respect to the protrusion 33 while being in contact with the inclined surface of the inclined base 31.
  • the blade member 34 slides relative to the protrusion 32 while contacting the upper surface of the auxiliary member 36.
  • the blade members 34 and 35 are configured so that the gap generated in the adjacent blade member 34 is filled with the blade member 35, and the gap generated in the adjacent blade member 35 is filled with the blade member 34, that is, the gap between the adjacent blade members 34 and It arrange
  • the material of the blade members 34 and 35 is preferably carbon, like the blade members of the first and second embodiments.
  • carbon is used as the blade members 34 and 35, in order to prevent oxidative degradation, an inert gas or the like is sprayed onto the blade members 34 and 35 to surround the blade members 34 and 35.
  • An atmosphere such as an inert gas is desirable.
  • the seal structure 30 is configured such that the blade members 34 and 35 are individually slid along the inclination of the inclined table 31 in the radial direction of the drawing furnace by the weight of the blade members 34 and 35.
  • the tips of the blade members 34 and 35 are brought into contact with the side surface of the glass base material 5.
  • the pressing force by this weight is so weak that the surface of the glass base material is not scratched or the blade member is not damaged or damaged, and is strong enough to move the blade member smoothly.
  • the angle of the inclined portion of the inclined base 31 and the weight of the blade members 34 and 35 may be designed.
  • the angle of the inclined portion is assumed to be about 20 ° to 45 ° with respect to the horizontal direction, but can be applied by adjusting the weight in the range of 5 ° to 85 °.
  • it is desirable to reduce the angle of the inclined portion for example, about 5 ° to 45 °).
  • the glass base material 5 is lowered as indicated by an arrow while the optical fiber drawing is in progress, and the outer diameter of the glass base material 5 is, for example, ⁇ 1 to ⁇ 2 (> Even if it increases to ⁇ 1 ), the blade members 34 and 35 are moved from the state shown in FIG. 12B to the state shown in FIG. 12A while pushing the side surface of the glass base material 5 with a constant force. It can be slid outward and upward. Conversely, when the outer diameter of the glass base material 5 decreases, the blade members 34 and 35 can be slid inward and downward while pressing the side surface of the glass base material 5 with a constant force.
  • the seal structure 30 can automatically absorb the diameter variation of the glass base material. Further, since each of the plurality of blade members 34 and 35 has a structure that slides independently, it is possible to cope with a case where the diameter of the glass base material 5 is not constant on the same cross section, that is, has a non-circular cross section. be able to.
  • the seal structure 30 is provided with a gas introduction port 37a through which an inert gas or the like is supplied by a gas supply mechanism (not shown).
  • a gas supply mechanism not shown
  • the inert gas or the like reaches the inside of the casing 37 and the blade members 34 and 35 and the inclined base 31 through the gas introduction port 37a. Oxidative degradation of the can be prevented.
  • the inert gas etc. here may be the same as the gas supplied into the furnace, or may be different types.
  • a gas vent (not shown) may be provided in the inclined base 31 so that an inert gas or the like flows from the back side of the blade members 34 and 35.
  • the gap S can be satisfactorily closed even when the diameter variation of the glass base material is large, as in the first and second embodiments. While preventing leakage of internal gas, it is possible to prevent inflow of outside air.
  • the seal structure of this example is a simple seal mechanism in which the blade members 34 and 35 arranged along the inclination are brought into contact with the side surface of the glass base material using its own weight, the equipment is simple. And easy maintenance.
  • the seal structure 40 of the fourth embodiment includes a plurality of blade members 44 and 45 having heat resistance, an annular housing 41 that houses the blade members 44 and 45, and a blade member 44. , 45 is provided with a pressing action mechanism 50 having an action of pressing and pulling 45 inward and outward using a pressure difference.
  • the housing 41 is provided with an intake / exhaust port 46 for connecting a gas reservoir 42 therein and a gas supply unit 51 and a gas discharge unit 52 described later, and an inert gas or the like from the gas supply unit 51 is stored in the gas reservoir 51. 42 can be supplied.
  • the inert gas or the like spreads to the gas reservoir 42 or the blade members 44 and 45 and the like. Oxidative degradation can be prevented.
  • the inert gas or the like supplied to the gas reservoir 42 is, for example, the same gas as the furnace gas supplied in the furnace core tube or around the heater. For this reason, even if the inert gas or the like in the gas reservoir 42 leaks from the periphery of the blade members 44 and 45 toward the drawing furnace, the inert gas or the like supplied to the gas reservoir 42 is used to remove the in-furnace gas. There will be no problem because it will be replenished.
  • the gas reservoir 42 corresponds to the internal space of the housing.
  • a housing 43 serving as a part for partitioning the gas reservoir 42 is housed inside the housing 41.
  • the storage portion 43 is a disk-shaped member.
  • a plurality of guide holes 43 a and 43 b for sliding the blade members 44 and 45 are arranged on the circumference of the storage portion 43, for example. , Two stages are provided alternately.
  • the guide holes 43a and 43b are provided radially with respect to the central axis of the storage portion 43, and the blade members 44 and 45 are also installed so as to be radially movable linearly.
  • the blade members 44 and 45 can be directly provided on the housing 41 instead of being provided in the storage portion 43.
  • the blade members 44 and 45 can have the same shape as the blade members 14 and 15 described in the first embodiment and the like, and have a substantially rectangular parallelepiped shape in which the cross-sectional shape in a plane perpendicular to the moving direction is substantially rectangular. Shaped.
  • the guide holes 43a and 43b described above are holes having a shape that matches the cross-sectional shape of the blade members 44 and 45.
  • the thickness and width are set so that the cross-sectional shape of the blade members 44 and 45 has a cross-sectional area of 0.1 cm 2 or more at the location where the gas acts. For example, the thickness is set to about 0.5 cm and the width is about 1.5 cm.
  • the tips of the blade members 44 and 45 are brought into contact with the side surfaces of the glass base material when pressed by the pressing mechanism 50, as will be described later. Accordingly, the tips of the blade members 44 and 45 have a maximum value assumed as the radius of the glass base material (the maximum diameter of the glass base material to be used) in order to make the gap with the glass base material as small as possible at the time of contact. It is preferable to use an arc shape having a curvature suitable for the above. *
  • the material of the blade members 44 and 45 is carbon, like the blade member of the first embodiment.
  • the inner diameter of the storage portion 43 and the length of the blade members 44 and 45 in the moving direction fill the gap generated between the drawing furnace and the glass base material, as in the blade member of the first embodiment. You should decide so that you can.
  • the width and the number of blade members 44 and 45 may be appropriately selected in the same manner as described above according to the outer diameter, the outer diameter fluctuation amount, the bending amount, and the like of the glass base material to be used.
  • the storage portion 43 is provided with a plurality of guide holes 43a and 43b in two stages on the circumference thereof alternately, and the blade members 44 and 45 can move linearly in these guide holes. Inserted in the state. Accordingly, a plurality of blade members 44 are provided at equal intervals on the circumference of the storage portion 43, and a plurality of blade members 45 are also provided at equal intervals on the circumference of the storage portion 43. The blade member 44 and the blade member 45 are not spaced apart in the vertical direction.
  • the blade members 44, 45 fill the gap generated in the adjacent blade member 44 with the blade member 45, and fill the gap generated in the adjacent blade member 45 with the blade member 44.
  • the gaps between the adjacent blade members 44 and the gaps between the adjacent blade members 45 do not overlap each other. Thereby, it is possible to seal the gap S in FIG. 1 so that the inert gas or the like hardly leaks.
  • the plurality of blade members 44 and 45 are alternately stacked in a two-layer structure. With such a structure, the tip of the blade members 44 and 45 is brought into contact with the glass base material, thereby closing the gap generated in the upper end opening of the drawing furnace.
  • Each of the plurality of blade members 44 and 45 is installed so as to be slidable independently in the horizontal direction toward the center of the glass base material.
  • the pressing mechanism 50 is configured so that the tips of the blade members 44 and 45 are brought into contact with the side surfaces of the glass base material.
  • the blade members 44 and 45 are individually pressed in the radial direction of the drawing furnace (more precisely, in the radial direction of the storage portion 43). This pressing force is weak enough that the surface of the glass base material is not scratched and the blade member is not broken or damaged, and is strong enough to move the blade member smoothly.
  • the gas supply unit 51 and the gas discharge unit 52 are electrically connected to a controller 53.
  • a furnace pressure detector 47 is installed in the gas reservoir 42, and the pressure in the gas reservoir 42 is detected by the furnace pressure detector 47 and output to the controller 53.
  • the controller 53 outputs a drive signal to the gas supply unit 51 based on the detection result of the furnace pressure detection unit 47 or an instruction from the operator, an inert gas or the like is supplied to the gas reservoir 42 via the intake / exhaust port 46.
  • the gas reservoir 42 is pressurized to become a positive pressure atmosphere (pressure P1), and this pressure P1 acts on the blade members 44 and 45 in the gas reservoir 42.
  • the blade member is retracted in advance. Therefore, breakage and damage of the blade member can be avoided. If the gas reservoir 42 is depressurized to a negative pressure as described above, the blade members 44 and 45 can be quickly retracted to the storage portion 43. However, even when the gas reservoir 42 is depressurized to about atmospheric pressure, the glass base material is used. Since the pressing force to 5 is released, the load on the blade member can be reduced.
  • the blade members 44 and 45 can individually slide and move in the horizontal direction, thereby absorbing the diameter variation of the glass base material 5 and suppressing the inflow of outside air into the furnace. Specifically, as shown in FIG. 13, the glass base material 5 descends as indicated by an arrow due to the drawing, and the outer diameter of the glass base material 5 is, for example, ⁇ 1 to ⁇ 2 (> ⁇ 1 ). The blade members 44 and 45 can move outward with the glass base material 5 being pressed uniformly. On the contrary, when the outer diameter of the glass base material 5 decreases, the blade members 44 and 45 can move inward with the glass base material 5 pressed uniformly. In addition, it is good also as adjusting the pressing force to the glass base material 5 by performing pressurization and pressure reduction of the gas reservoir 42 by increase / decrease in the outer diameter of the glass base material 5. FIG.
  • each of the plurality of blade members 44 and 45 has a structure that slides independently, it is possible to cope with the case where the diameter of the glass base material 5 is not constant on the same cross section, that is, the case where it has a non-circular cross section. be able to.
  • the storage unit 43 may include a stopper that prevents the blade members 44 and 45 from falling off.
  • a protrusion 45a is formed on each of the upper surface and the lower surface of the blade member 45, and a guide hole 43b corresponding to the blade member 45 is provided with a groove 43c for receiving the protrusion 45a.
  • the groove 43c does not penetrate the storage portion 43, and is configured to be able to engage with the front end and the rear end of the protrusion 45a.
  • a projection is formed in the same manner as the blade member 45, and a groove is also provided in the corresponding storage portion 43. 5 is an example in which a stopper is provided, and the protrusions and grooves may be provided only on the upper surface side, or the protrusions may be provided on the guide hole side and the grooves may be provided on the blade member side.
  • the storage portion has a stopper function and restricts the stroke of the blade member, even if the blade member moves toward the center of the upper end opening portion when there is no glass base material, the blade The member does not fall into the furnace.
  • the tip of the blade member may be completely retracted inside the storage unit.
  • the blade member may be configured to be movable so as to be separated from the glass base material by supplying gas to the gas reservoir and to approach the glass base material by discharging gas from the gas reservoir.
  • the fourth embodiment may include a seal structure 60 and a pressing mechanism 70 as shown in FIGS. 16 and 17 as modifications of the sealing structure 40 and the pressing mechanism 50 described above.
  • the blade member 45 in the seal structure 60 has a partition portion 45b that partitions the internal space of the housing 61 into the inside and the outside in the radial direction of the drawing furnace.
  • the casing 61 has a plurality of gas passages 66a and 66b that communicate with the internal space partitioned by the partition 45b.
  • the pressing mechanism 70 has an action of moving the blade member 45 in one of the radial directions of the drawing furnace by supplying gas to one of the gas passages 66a and 66b.
  • a partition portion 45 b is formed on the lower surface of the blade member 45.
  • the partition 45b is formed so as to partition the internal space of the housing 61 into a gas reservoir inner portion 62a and a gas reservoir outer portion 62b along the inside and outside of the drawing furnace in the radial direction.
  • the housing 61 is provided with two gas passages 66 a and 66 b connected to the gas supply unit 71.
  • the gas passage 66a communicates with the gas reservoir inner portion 62a
  • the gas passage 66b communicates with the gas reservoir outer portion 62b
  • the pressing mechanism 70 connects one of the two gas passages 66a and 66b to the gas supply passage.
  • the inert gas or the like can be supplied from the gas supply unit 71 into the housing 61.
  • the controller 72 outputs a drive signal to the gas supply unit 71 based on the detection result of the furnace pressure detection unit 67 or an instruction from the operator, the gas supply unit 71 supplies either the gas passage 66a or the gas passage 66b. An inert gas or the like is supplied.
  • the inert gas or the like in the gas reservoir outer portion 62b is pressed by the movement of the partition portion 45b, and the inert gas or the like is discharged to the outside of the housing 61 in the direction indicated by the arrow A2 through the gas passage 66b. .
  • the inert gas or the like in the gas reservoir inner portion 62a is pressed by the movement of the partition portion 45b, and the inert gas or the like is discharged to the outside of the housing 61 in the direction indicated by the arrow B1 through the gas passage 66a. .
  • a convex part 45c and a convex part 45d are provided on both sides of the upper part of the partition part 45b.
  • the convex part 45c is applied to the inner side wall 63 on the gas reservoir outer part 62b side. Even if it contacts, the partition part 45b does not block the gas passage 66b.
  • the partition 45b does not block the gas passage 66a even if the projection 45d abuts against the inner side wall 64 on the gas reservoir inner side 62a side.
  • the gas supply unit 71 supplies an inert gas or the like to the gas passage 66b.
  • an inert gas or the like can be supplied to the gas reservoir outer portion 62b.
  • the state in which the blade member 45 moves until it abuts against the inner side wall 64 is changed to a state in which the gas supply unit 71 supplies an inert gas or the like to the gas passage 66a.
  • an inert gas or the like can be supplied to the gas reservoir inner portion 62a.
  • the blade member 44 is also provided with a partitioning portion (not shown) similar to the blade member 45, and the blade member 44 is caused to act away from the glass base material 5 similarly to the blade member 45. Alternatively, the blade member 44 can be made to act closer to the glass base material 5.

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Abstract

　線引炉内への外気の巻き込みを回避できると共に、不活性ガス等の使用量を減らすことができ、線引きされた光ファイバの径変動を小さくできる光ファイバ用線引炉のシール構造、光ファイバの線引方法を提供する。　光ファイバ用線引炉の上端開口部と該上端開口部から挿入される光ファイバ用ガラス母材との間の隙間をシールするための光ファイバ用線引炉のシール構造であって、複数のブレード部材と、前記複数のブレード部材を支持する支持機構と、前記複数のブレード部材の先端を前記光ファイバ用ガラス母材の側面に当接させるように、前記複数のブレード部材を個別に前記光ファイバ用ガラス母材の径方向に押圧する押圧作用機構とを備え、前記複数のブレード部材が前記光ファイバ用ガラス母材に当接する際の押圧力を、ブレード部材１個当たり０．１～１０Ｎとする。

Description

光ファイバ用線引炉のシール構造、光ファイバの線引方法
　本発明は、光ファイバ用線引炉の上端開口部と光ファイバ用ガラス母材との間の隙間を塞ぐための光ファイバ用線引炉のシール構造、光ファイバの線引方法に関する。
　光ファイバは、石英を主成分とする光ファイバ用ガラス母材（以下、ガラス母材という）を光ファイバ用線引炉（以下、線引炉という）の上端開口部から炉心管内に下降させながらその先端を加熱溶融し、このガラス母材の先端を細径化して下端開口部から線引きすることにより製造される。このときの線引炉内の温度は、約２０００℃と非常に高温となるので、線引炉内の部品には、耐熱性に優れたカーボンが用いられている。
　このカーボンは、高温の酸素含有雰囲気中で酸化して消耗する性質を有する。このため、線引炉内は、アルゴンガスやヘリウムガス等の希ガス、窒素ガス（以下、不活性ガス等という）の雰囲気に保つ必要がある。
　この場合、線引炉内を陽圧にし、外気（酸素）が線引炉内に入り込むことを防いでいるが、線引炉の上端開口部とガラス母材との隙間でうまく気密が取れていないと（シールされていないと）、外気を線引炉内に巻き込んで線引炉の寿命に影響を与え、また、不活性ガス等の使用量が多くなって光ファイバの製造コストを減らせなくなる。そこで、線引炉の上端開口部とガラス母材との隙間を塞ぐためのシール機構が必要となる。
　例えば、特許文献１には、線引炉の上端開口部において、ガラス母材の側面に当接する上下２段のブレード部材を備えたシール構造が開示されている。
日本国特開２０１２－１０６９１５号公報
　しかしながら、特許文献１のブレード部材は、ガラス母材の側面を常時押圧するように構成されているので、押圧する力が強いと、ガラス母材の表面に傷が付いたり、ブレード部材への負荷が大きくなり、ブレード部材の破損や損傷が発生しやすくなるといった問題がある。一方、押圧する力が弱いと、ブレード部材がスムースに動かなくなり、ブレード部材をガラス母材に十分に接触させることができず、十分に気密を取ることができなくなる場合がある。また、ブレード部材の幅や数が適切で無い場合も、ガラス母材との隙間が空きすぎて、気密が取れなくなる場合がある。
　また、上記特許文献１では、複数のブレード部材をガラス母材に接触させることによりシールしているが、各ブレード部材の母材接触面は、母材半径に近い曲面を持つ略長方形の断面形状で高さ方向に所定の厚みを持ち、ガラス母材の側面に対して平行に形成されているので、ガラス母材の外径が大きく変動し、各ブレード部材の母材接触面とガラス母材の側面とが平行ではなくなる場合に、ブレード部材の母材接触面とガラス母材の側面との間に隙間が生じ、この隙間が上下ブレード部材間で連通し、外気を線引炉内に巻き込むという問題がある。　
　より具体的には、図１８における（Ａ）に示すように、ガラス母材５の母材径が上部ほど増加している場合には、上段のブレード部材１０４が下段のブレード部材１０５よりもガラス母材５の径方向で見て線引炉中心軸Ｚより遠い側に移動し、上段のブレード部材１０４の母材接触面１０４ａは、その上端部分がガラス母材５の側面に接触し、その下端部分がガラス母材５の側面から離れる。このため、上段のブレード部材１０４では、母材接触面１０４ａの下端部分とガラス母材５の側面との間に隙間が形成され、さらに、上記移動に伴って、ガラス母材５の周方向で隣接する上段のブレード部材１０４同士間にも隙間が形成されるので、同じく周方向で隣接する下段のブレード部材１０５同士間に形成される隙間を介して線引炉内が外部と連通し、外気を線引炉内に巻き込むおそれがある。
　一方、図１８における（Ｂ）に示すように、ガラス母材５の母材径が上部ほど減少している場合には、下段のブレード部材１０５が上段のブレード部材１０４よりもガラス母材５の径方向で見て線引炉中心軸Ｚより遠い側に移動し、下段のブレード部材１０５の母材接触面１０５ａは、その下端部分がガラス母材５の側面に接触し、その上端部分がガラス母材５の側面から離れる。このため、下段のブレード部材１０５では、母材接触面１０５ａの上端部分とガラス母材５の側面との間に隙間が形成され、さらに、隣接する下段のブレード部材１０５同士間にも隙間が形成されるので、隣接する上段のブレード部材１０４同士間に形成される隙間を介して線引炉内が外部と連通する。よって、この場合にも母材径が増加する場合と同様に、外気を線引炉内に巻き込むおそれがある。　
　そして、上記のように外気を線引炉内に巻き込んだ場合、炉内のカーボン部品が酸化劣化したり、線引炉内で対流が発生し圧力変動が起きて、これにより線引きされた光ファイバの径変動が大きくなるおそれがある。　
　本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、線引炉内への外気の巻き込みを回避できると共に、不活性ガス等の使用量を減らすことができ、線引きされた光ファイバの径変動を小さくできる光ファイバ用線引炉のシール構造、光ファイバの線引方法の提供を目的とする。
　本発明に係る光ファイバ用線引炉のシール構造は、光ファイバ用線引炉の上端開口部と該上端開口部から挿入される光ファイバ用ガラス母材との間の隙間をシールするための光ファイバ用線引炉のシール構造であって、
　複数のブレード部材と、前記複数のブレード部材を支持する支持機構と、前記複数のブレード部材の先端を前記光ファイバ用ガラス母材の側面に当接させるように、前記複数のブレード部材を個別に前記光ファイバ用ガラス母材の径方向に押圧する押圧作用機構とを備え、
　前記複数のブレード部材が前記光ファイバ用ガラス母材に当接する際の押圧力を、ブレード部材１個当たり０．１～１０Ｎとする。
　また、本発明に係る光ファイバ用線引炉のシール構造は、光ファイバ用線引炉の上端開口部と該上端開口部から挿入される光ファイバ用ガラス母材との間の隙間をシールするための光ファイバ用線引炉のシール構造であって、
　上下に互い違いに少なくとも２段で配された複数のブレード部材と、前記複数のブレード部材を支持する支持機構と、前記複数のブレード部材の先端を前記光ファイバ用ガラス母材の側面に当接させるように、前記複数のブレード部材を個別に前記光ファイバ用ガラス母材の径方向に押圧する押圧作用機構とを備え、
　前記ブレード部材の全枚数をＮ、前記ブレード部材の幅をＬ、前記光ファイバ用ガラス母材の最大径をＤmax、最小径をＤminとしたとき、
　2π×Ｄmin＞Ｌ×Ｎ＞π×Ｄmax
　を満たす。
　また、本発明に係る光ファイバの線引方法は、上記光ファイバ用線引炉のシール構造を用いて光ファイバを線引する。
　本発明の光ファイバ用線引炉のシール構造、光ファイバの線引方法によれば、線引炉内への外気の巻き込みを回避できると共に、不活性ガス等の使用量を減らすことができ、線引きされた光ファイバの径変動を小さくできる。また、ブレード部材への負荷を軽減し、長寿命のシール構造を提供することができる
本発明の光ファイバ用線引炉の概略を説明する図である。 本発明によるシール構造の第１の実施形態の概略を示す斜視図である。 本発明によるシール構造の第１の実施形態の変形例の概略を示す斜視図である。 図２または図３のシール構造におけるブレード部材の一例と動作を説明する図である。 図２または図３のブレード部材の部分断面図の一例である。 ブレード部材の他の部分断面図の一例である。 本発明によるシール構造の第２の実施形態の概略を示す断面図である。 図７のシール構造の主要部を示す上面図である。 図７のシール構造のＡ－Ａ断面を示す図である。 図７のシール構造における円筒スリットバネの一例を示す図である。 本発明によるシール構造の第３の実施形態の概略を示す断面図である。 図１１のシール構造におけるブレード部材の開閉状態を説明する図である。 本発明によるシール構造の第４の実施形態の概略を示す断面図である。 図１３のシール構造のＡ－Ａ断面を示す図である。 第４の実施形態のシール構造の要部を示す断面図の一例である。 第４の実施形態の変形例のシール構造及び押圧作用機構の概略を示す断面図である。 図１６の押圧作用機構、シール構造の要部を示す断面図の一例である。 従来のシール構造におけるブレード部材の動作を説明する図である。
　図１により、本発明が適用される線引炉の概略を説明する。なお、以下ではヒータにより炉心管を加熱する抵抗炉を例に説明するが、コイルに高周波電源を印加し、炉心管を誘導加熱する誘導炉にも、本発明は適用可能である。線引炉１は、炉筐体２と、炉心管３と、加熱源（ヒータ）４と、シール機構８とを備えている。炉筐体２は、上端開口部２ａと下端開口部２ｂを有し、例えば、ステンレス鋼で形成されている。炉心管３は、炉筐体２の中央部に円筒状で形成され、上端開口部２ａと連通している。炉心管３はカーボン製で、この炉心管３内には、ガラス母材５が上端開口部２ａからシール機構８でシールされて挿入されるようになっている。　
　炉筐体２内には、ヒータ４が炉心管３を囲むように配置され、断熱材７がヒータ４の外側を覆うように収納される。ヒータ４は、炉心管３の内部に挿入されたガラス母材５を加熱溶融し、その下端部５ａから溶融縮径された光ファイバ５ｂを溶融垂下させる。ガラス母材５は、別途設けた移動機構により線引方向（下側方向）に移動させることが可能となっており、ガラス母材５の上側には、ガラス母材５を吊り下げて支持するための支持棒６が連結されている。また、線引炉１には図示しない不活性ガス等の供給機構が設けられており、炉心管３内やヒータ４の周りに酸化劣化防止のために不活性ガス等を供給するようになっている。
　なお、図１では、炉心管３の内壁の上端部がそのまま上端開口部２ａを形成している例を挙げているが、これに限ったものではない。例えば、炉心管３の内径ｄよりさらに狭い上端開口部となる上蓋を炉心管３の上側に設けてもよく、この場合にシール対象となる隙間は、この狭い上端開口部とガラス母材５との間に生じる隙間となる。また、ガラス母材５の断面形状は、基本的に真円を目指して生成されたものとするが、その精度を問わず一部で非円が存在してもよく、また楕円形などであってもよい。また、上端開口部２ａの断面は円形としておけばよいが、この精度は問わない。
　本発明は、線引炉１の上端開口部２ａと上端開口部２ａから挿入されたガラス母材５の外周との間の隙間Ｓを塞ぐためのシール機構８を対象とするもので、特に、上端開口部２ａに設けたシール機構８によって炉外の外気を巻き込まないようにしながら、炉内のガラス母材５をヒータ４により加熱することを特徴とする。
　ガラス母材５の上部に配した蓋体９は、線引工程の終了近くのシールに対応させるものである。図１に示したように、ガラス母材５に支持棒６が設けられた構成では、線引工程の進行により、支持棒６が炉心管３の位置まで下がる状態、つまり支持棒６が線引炉１の上端部より下に位置する状態がある。そのような状態でも線引炉内をシールし続けるために、シール機構８の他に蓋体９を備えていることが好ましい。
　蓋体９は、支持棒６を貫通しガラス母材５の上側に載置される蓋であり、図示したように、支持棒６用の貫通孔９ａと肩部９ｂとを有する。蓋体９の材料としては、例えば石英や金属などが挙げられる。
　蓋体９を設けておくことで、光ファイバ５ｂの線引きが進みガラス母材５及び支持棒６が下降しても、シール機構８からガラス母材５が離脱する前に、蓋体９の下端面がシール機構８に接する状態に移行して、シール状態を維持することができる。
　なお、蓋体９が肩部９ｂを有することを前提として説明したが、蓋体９は単なる円盤に支持棒６の貫通孔９ａを開けただけの形状であってもよい。このような形状でも、上述したような状態間の移行は同様に可能である。
　[第１の実施形態]
　以下、図２を参照して、シール機構の第１の実施形態に係るシール構造を説明する。図２はシール構造１０の概略を示す斜視図である。
　シール構造１０は、耐熱性を持った複数のブレード部材１４，１５と、ブレード部材１４，１５を支持する支持機構の一部となる円筒１１と、ブレード部材１４，１５を内方に押圧する作用を備えた機構（以下、押圧作用機構という）とを備える。以下、後述する外側円筒１２と区別するために、円筒１１を内側円筒と称する。なお、外側円筒１２も、ブレード部材１４，１５を支持する支持機構の一部をなしている。
　内側円筒１１は、複数のブレード部材１４，１５をスライド移動させるための複数のガイド孔１３ａ，１３ｂを、その内側円筒１１の円周上に、例えば、互い違いに２段備えている。ガイド孔１３ａ，１３ｂは、内側円筒１１の中心軸に対して放射状に設けられていて、ブレード部材１４，１５も放射状に直線的に移動可能に設置される。ガイド孔１３ａ，１３ｂは、例えば、内側円筒１１に直接設けるのではなく、図４にも示すように、内側円筒にブレード部材１４，１５を収納するための円盤状の収納部１３を設け、その収納部１３に各ガイド孔１３ａ，１３ｂを設けることができる。
　ブレード部材１４，１５は、例えば、移動方向に垂直な面での断面形状が略長方形となる略直方体形状とする。なお、ブレード部材１４，１５の厚みは薄くてよく、例えば、厚さ１ｍｍ程度であってもよい。なお、上述のガイド孔１３ａ，１３ｂはブレード部材１４，１５の断面形状に合った形状の孔となっている。
　ブレード部材１４，１５の先端は、後述のように、押圧作用機構によって押圧された時にガラス母材の側面に当接される。従って、ブレード部材１４，１５の先端は、当接時にガラス母材との隙間を可能な限り小さくするために、ガラス母材の半径として想定される最大値（使用されるガラス母材の最大径）に合うような曲率を持つ円弧形状にしておくことが好ましい。図２等は、このような円弧を採用した例で示してある。

　また、ブレード部材１４，１５の材料はカーボンであることが好ましい。カーボンは、耐熱性に優れるだけでなく、摩擦係数を小さく加工することができるやわらかい素材であるためガラス母材を傷付ける心配もない。特に、本例のブレード部材１４，１５には、ショア硬度１００以下の軟質のカーボンを採用することが好ましい。また、カーボンは、プレス成型や削り出しなどにより容易に成型することができる点でも好ましい。　
　ブレード部材１４，１５の材料としては、カーボンの他に、例えば、ガラス（石英）、ＳｉＣコートカーボンなどを採用することもできる。また、他の硬質の材料を用いた場合でも、例えば、先端部分のみだけでも軟質のカーボンを使用することでガラス母材を傷付けることはない。
　ブレード部材１４，１５は、線引炉の熱では溶けない材質であることが必要であり、２００℃程度以上の耐熱性を持つことが好ましい。なお、ブレード部材１４，１５の耐熱性が十分でない場合は、ブレード部材１４，１５を冷却するような機構（例えば水冷方式）を持つようにさせてもよい。
　また、ブレード部材１４，１５としてカーボンを使用する場合は、酸化劣化を防止するため、不活性ガス等をブレード部材１４，１５に噴き付けるようにするなどして、ブレード部材１４，１５の周囲を不活性ガス等雰囲気としておくことが望ましい。
　内側円筒１１の内径やブレード部材１４，１５の移動方向の長さは、線引炉とガラス母材との間に生じる隙間を埋められるように決めておけばよい。図１の例では、上端開口部２ａにおける炉心管３とガラス母材５との間に生じる隙間Ｓの幅は、炉心管３の直径ｄからガラス母材５の直径φを引いて半分にした値となる。
　しかし、実際上は、ガラス母材５の外径に変動があるため、上記隙間Ｓとして想定される距離（好ましくは想定される最大距離）に基づき、内側円筒１１の内径やブレード部材１４，１５の移動方向の長さを決定すればよい。例えば、ガラス母材５の直径φが９０ｍｍで±１０ｍｍの径変動で形成されている場合には、炉心管３の直径ｄが１２０ｍｍ程度あればよいので、隙間Ｓの幅は１０～２０ｍｍ程度となる。
　また、ブレード部材１４，１５の幅（内側円筒１１の接線方向に平行な長さ）や枚数は、使用するガラス母材の外径、長手方向の外径変動量や曲がり量などに応じて、適宜選ぶ必要がある。基本的には、ブレード部材１４，１５の枚数が多いほど気密がとりやすくなる。
　そして、上記押圧作用機構は、複数のガイド孔１３ａ、１３ｂのそれぞれに複数のブレード部材１４，１５を挿入した状態で、複数のブレード部材１４，１５の先端をガラス母材の側面に当接させるように、複数のブレード部材１４，１５を個別に線引炉の径方向（より正確には内側円筒１１や収納部１３の径方向）に押圧する。この押圧力は、ガラス母材の表面に傷が付いたり、ブレード部材の破損や損傷が発生しない程度に弱く、ブレード部材をスムースに動かすことができる程度に強いものとする。
　ところで、線引きされた光ファイバは、径変動を生じるが、特に外気を線引炉内に巻き込んだ場合、線引炉内で対流が発生し、圧力変動が起きて径変動が大きくなる。また、外気を線引炉内に巻き込むと、炉内のカーボン部品が酸化劣化する。このため、シール機構８による気密の良し悪しにより、炉内の劣化度合いや、径変動の大きさは変化し、気密の良し悪しは、上記押圧力を変えることにより変化する。なお、光ファイバの径変動（ガラスファイバ径のばらつき（標準偏差σ）の３倍の値、３σ）は±０．５μｍ以下とすることが望ましい。
 　本発明者らは、ブレード部材１個当たりの押圧力を変えて、線引炉１によって製造された光ファイバ５ｂの径変動、炉内の劣化度合いなどを測定した。その結果は、以下の（１）～（５）の通りである。
　（１）押圧力が０．１Ｎ未満の場合、光ファイバの径変動は±０．５μｍより大きくなった。
　（２）押圧力が０．１Ｎの場合、光ファイバの径変動は±０．４μｍであった。
　（３）押圧力が１Ｎの場合、光ファイバの径変動は±０．１５μｍであった。
　（４）押圧力が１０Ｎの場合は、光ファイバの径変動は±０．１５μｍであったが、ブレード部材が磨耗する場合があった。
　（５）押圧力が１０Ｎを越える場合は、ブレード部材が破損し、炉内のカーボン部品が酸化劣化した。
　以上の結果より、本発明者らは、光ファイバの径変動を±０．５μｍ以下とするためには、ブレード部材１個当たりの押圧力を０．１～１０Ｎの範囲とすることが望ましく、ブレード部材を磨耗させないためには、０．１～１Ｎの範囲にすることが、さらに望ましいことを見出した。　
　また、ガラス母材の最大径、最小径により、必要なブレード部材の枚数、ブレード部材の幅は決まってくる。ブレードが２段であり、ブレード部材の全枚数をＮ，ブレード部材の幅をＬとしたとき、ガラス母材が最小径Ｄminのときには、ブレード部材は上下の段それぞれで先端部が互いに接触しないようにしなければならないので、
　π×Ｄmin＞Ｌ×Ｎ／２とする必要がある。なお、ブレード部材先端部は、実際には円弧であるが、その長さはＬに等しいものとして計算している。
　また、ガラス母材が最大径Ｄmaxのときに、ブレード部材は隣り合う上と下の段とのブレードの間が空かないようにしなければならないので、
　Ｌ×Ｎ＞π×Ｄmax
とする必要がある。したがって、Ｌ，Ｎは、
　２π×Ｄmin＞Ｌ×Ｎ＞π×Ｄmax
を満たす必要がある。　
　また、ブレード部材１４，１５の幅、枚数を変えることによっても、光ファイバの径変動の値が変化する。
　ブレード部材１４，１５の枚数が各段５枚未満の場合は、ガラス母材とブレード部材先端部との間の隙間が大きくなり、光ファイバの径変動が±０．５μｍより大きくなるが、枚数が各段５枚（総数１０枚）以上とすると光ファイバの径変動は良好な値となる（±０．５μｍ以下）。このため、ブレード部材１４，１５の枚数は、各段５枚（総数１０枚）以上とすることが好ましい。なお、各段５０枚以上とした場合は、コストが高くなり実用的ではない。
　また、ブレード部材１４，１５の幅Ｌが５ｍｍ未満の場合は、軽すぎてブレード部材１４，１５が動かない場合があり、ブレード部材１４，１５の幅Ｌが５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の場合は、光ファイバの径変動は良好な値となる。しかし、ブレード部材１４，１５の幅Ｌが５０ｍｍを越える場合は、上記したブレード部材の枚数が少ないときと同様、ガラス母材とブレード部材先端部との間の隙間が大きくなり、光ファイバの径変動が±０．５μｍより大きくなってしまう。このため、ブレード部材１４，１５の幅Ｌは、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることが好ましい。
　上述したように、内側円筒１１には、複数のガイド孔１３ａ，１３ｂがその円周上に互い違いに２段設けられており、これらのガイド孔にブレード部材１４，１５が直線的に移動可能な状態で挿入される。従って、ブレード部材１４は内側円筒１１の円周上に等間隔で複数設けられ、ブレード部材１５も内側円筒１１の円周上に等間隔で複数設けられる。そして、ブレード部材１４とブレード部材１５との間は、上下方向に間隔が生じないようにする。
　さらに、ブレード部材１４，１５は、隣接するブレード部材１４で生じる隙間をブレード部材１５で埋めて、隣接するブレード部材１５で生じる隙間をブレード部材１４で埋めるようにする。すなわち、隣接するブレード部材１４同士間の隙間と隣接するブレード部材１５同士間の隙間とが重ならないように配置されている。これにより、図１の隙間Ｓを塞ぎ、不活性ガス等が漏れにくいようにシールすることができる。
　このように、本発明では、複数のブレード部材１４，１５を２層構造で互い違いに重ね合わせることが好ましい。このような構造により、ブレード部材１４，１５の先端をガラス母材に接触させることで、線引炉の上端開口部に生じる隙間を塞ぐ。そして、複数のブレード部材１４，１５のそれぞれは、ガラス母材の中心に向かって水平方向に独立してスライド移動可能に設置されている。
　上記押圧作用機構は、例えば、図２に示すように、複数のブレード部材１４，１５の後端にそれぞれ一端が固定され、且つ他端が外側円筒１２にそれぞれ保持された複数の棒状部材１６と、複数の棒状部材１６のそれぞれに沿って設けられた複数のコイルバネ部材１７とで構成することができる。なお、外側円筒１２は、円筒に限らず多角形の筒状部材であっても外壁として機能できればよい。なお、コイルバネ部材１７は、軸方向に伸縮する構造であれば、コイル形状でなくてもよい。
　そして、この押圧作用機構は、複数の棒状部材１６を、それぞれ外側円筒１２に固定された固定部材１８の緩挿孔に挿入し、放射方向に移動可能としている。複数のコイルバネ部材１７を棒状部材１６に沿って配置し、それぞれ複数のブレード部材１４，１５と固定部材１８とに当接させておく。これにより、この押圧作用機構は、コイルバネ部材１７の押圧力によって、複数のブレード部材１４，１５を個別にガラス母材側に押圧することができる。
　なお、図２で説明した押圧作用機構は、棒状部材１６やコイルバネ部材１７等で構成されていたが、図３で例示する押圧作用機構の変形例のように、エアシリンダで構成されていてもよい。
　図３で例示する押圧作用機構の変形例を備えるシール構造１０’は、図２と同様に、ブレード部材１４，１５と、内側円筒１１とを備える。また、ブレード部材１４，１５を支持する支持機構として、内側円筒１１と外側円筒１２を備える構成も同様である。
　シール構造１０’における押圧機構は、複数のエアシリンダによって構成されている。各エアシリンダ１９は、図２の棒状部材１６及びコイルバネ部材１７の代わりに設けられるものである。各エアシリンダ１９は、線引炉体の径方向に対して長さが伸縮される部材であり、ピストンロッド１９ａ，１９ｂと、シリンダチューブ１９ｃとで構成され、伸びる方向に押圧力をもっている。ピストンロッド１９ａ，１９ｂは、複数のブレード部材１４，１５に固定するために細径のロッド１９ａを有するとともに、そのロッド１９ａに固定されたより大きい外径のロッド１９ｂからなる。太径のロッド１９ｂがシリンダチューブ１９ｃから挿出され、又は挿入されることで、エアシリンダ１９が伸縮する。　
　そして、各エアシリンダ１９は、複数のブレード部材１４，１５の後端にそれぞれ一端（細径のロッド１９ａの先端）が固定され、且つ他端（シリンダチューブ１９ｃにおけるロッド１９ａ，１９ｂとは反対側の端部）がそれぞれ外側円筒１２を突き抜けるように固定部材１８により取り付けられている。これらエアシリンダ１９の押圧力により複数のブレード部材１４，１５を個別にガラス母材側に押圧することができる。
　図４は、上述したシール構造１０，１０’におけるブレード部材の一例とその動作を説明するための図である。
　シール構造１０，１０’ではガイド孔及びブレード部材を２段設けているが、本実施形態に係るシール構造は、少なくとも１段設けてあればよく、３段以上であっても同様に適用可能である。１段の場合には、水平面上で隣り合うブレード部材同士の隙間を埋めるために、例えば各ブレード部材におけるガラス母材に当接する面を小さくし、且つその面がブレード部材同士で接するようにブレード部材の数を増やす構成などを採用すればよい。しかし、１段だと、上述したように隣接するブレード間に隙間が生じ、また、ブレード部材が当接する位置におけるガラス母材の真円度によって、ガラス母材との隙間も変動する場合がある。
　この現象は、ブレード部材を２段以上とすることにより解決することができるため、２段以上の構造を採用することが望ましい。このような２段以上の構造を１セットとし、これを２セット以上重ねるような構造を採用することとしてもよい。
　なお、ブレード部材を３段以上とする場合は、２段の場合と同様にブレード部材が上下に隙間が生じないように隣接させ、ブレード部材の隙間を埋め合うようにブレード部材を配置すればよいが、２段に比べると複雑な構造となる。
　上述したシール構造１０，１０’において、例えば、想定される最小径（直径Ｄmin）のガラス母材５が使用される場合、図４における（Ａ）のように、各ブレード部材１４，１５は、ブレード部材１４の先端同士やブレード部材１５の先端同士が接触する程度まで出てくるよう設計しておけばよい。他方、想定される最大径（直径Ｄmax）のガラス母材５が使用される場合、図４における（Ｂ）のように、各ブレード部材１４，１５が収納部１３にほぼ収納されるように、また、隣り合うブレード部材１４，１５の間が空かないように設計しておけばよい。そして、各ブレード部材１４，１５は個々に図４における（Ａ）と（Ｂ）とで例示する間の範囲を水平方向にスライド移動することで、ガラス母材５の径変動を吸収することができる。
　以上説明したように、本実施形態のシール構造１０，１０’では、図１のガラス母材５の径変動が大きくても、炉心管３とガラス母材５との隙間Ｓを良好に塞ぐことができる。この結果、炉内への外気の流入を抑制することができる。
　また、シール構造１０，１０’では、ガラス母材が太い箇所では、ブレード部材１４，１５が外側円筒１２の方に（外方に）向かって放射状に移動する。一方、細い箇所では、ブレード部材１４，１５が内側円筒１１の中心に（内方に）向かって放射状に移動するといった簡易な構造で、上記の隙間Ｓを塞ぐことが可能で、ガラス母材の径変動も自動的に吸収できる。さらに、複数のブレード部材１４，１５のそれぞれが独立してスライド移動する構造を持つため、ガラス母材の径が同一断面上で一定でない場合、つまり非円形の断面を持つ場合にも対応させることができる。
　ところで、図２～４に示したブレード部材１４，１５は、例えば、半ピッチ分ずれた状態で、上下に重なり合う先端部を有している。これら先端部は、その合わせ位置にて、ガラス母材の側面に線接触する形状で形成されているのが望ましい。
　詳しくは、ブレード部材の移動方向に沿って切断した図５に示すように、上段のブレード部材１４の先端部１４ａは、下部ほど図１の上端開口部２ａの中心軸に向かって近づくように直線状に傾斜しており、ブレード部材１４の下面端がその上面端よりもガラス母材に向けて突き出ている。一方、下段のブレード部材１５の先端部１５ａは、上部ほど上端開口部２ａの中心軸に向かって近づくように直線状に傾斜し、ブレード部材１５の上面端がその下面端よりもガラス母材に向けて突き出ている。
　これにより、各先端部１４ａ，１５ａは、上下のブレード部材が重なり合う位置でガラス母材の側面に線接触することができる。仮に、図１の隙間Ｓが大きく変動し、周方向で隣接するブレード部材同士間に隙間が形成されても、上段の先端部１４ａの下端部分とガラス母材の側面との接触、及び下段の先端部１５ａの上端部分とガラス母材の側面との接触が維持される。
　より具体的には、上段のブレード部材１４には、下面端を残して上面端側へ逃げが設けられ、下段のブレード部材１５には、上面端を残して下面端側へ逃げが設けられている。このため、上段の先端部１４ａの上端部分とガラス母材との間、及び下段の先端部１５ａの下端部分とガラス母材との間には隙間が生じ得る。しかし、母材径が増加または減少した場合でも、上段の先端部１４ａの下端部分とガラス母材との間、及び下段の先端部１５ａの上端部分とガラス母材との間には隙間が生じず、また、上下のブレード部材には重なり部があるので、隙間が上下で連通することなく、上端開口部とガラス母材との隙間を塞ぐことができる。この結果、線引炉内のガス漏れを防止し、外気の巻き込みを回避できると共に、不活性ガス等の使用量を減らすことができる。
　なお、上記の図５では、直線状に傾斜したブレード部材１４，１５を説明したが、湾曲していてもよい。
　詳しくは、図６に示すブレード部材１４’，１５’も、上下のブレード部材が重なり合う位置にて、ガラス母材の側面に線接触する形状で形成された先端部１４ａ’，１５ａ’を有している。上段のブレード部材１４’の先端部１４ａ’は、下部ほど図１の上端開口部２ａの中心軸に向かって近づくように湾曲して傾斜している。なお、湾曲は、図６のように外側に凸形状となっていても良いし、外側に凹形状になっていても良い。一方、下段のブレード部材１５’の先端部１５ａ’は、上部ほど上端開口部２ａの中心軸に向かって近づくように湾曲して傾斜している。特に凸形状に先端部１４ａ’，１５ａ’を湾曲して傾斜させれば、直線状に傾斜させた場合に比べて、先端部への負荷が少なくて済み、長寿命のブレード部材を提供可能となる。
　[第２の実施形態]
　次に、図７～図１０を参照し、シール機構の第２の実施形態に係るシール構造を説明する。図７はシール構造２０の概略を示す断面図、図８は図７のシール構造の主要部を示す上面図、図９はシール構造２０におけるブレード部材の収納部の一例を示す図で、図１０はシール構造２０に用いる円筒スリットバネの一例を示す図である。
　第２の実施形態のシール構造２０は、耐熱性を持った複数のブレード部材２４，２５と、ブレード部材２４，２５を支持する支持機構の一部である収納部２３と、円筒スリットバネ２６と、を備える。
　ブレード部材２４，２５は、第１の実施形態等で説明したブレード部材１４，１５と同様な形状のものを用いることができ、移動方向に垂直な面での断面形状が略長方形となる略直方体形状とされる。
　ブレード部材２４，２５の先端部２４ａ，２５ａは、第１の実施形態の図２～５で説明した先端部１４ａ，１５ａや、図６で説明した先端部１４ａ’，１５ａ’と同様な形状のものを用いることができる。また、先端部２４ａ，２５ａは、後述する押圧作用機構によって押圧された時に、ガラス母材の側面にできるだけ多く当接されるようにするため、先端部２４ａ，２５ａは、第１の実施形態等で説明したブレード部材と同様に、ガラス母材の半径として想定される最大値に合うような曲率を持つ円弧の形状にしておくことが好ましい。
　また、第１の実施形態等のブレード部材と同様に、ブレード部材２４，２５の材料はカーボンであることが好ましい。
　収納部２３は、円盤状の部材であり、筐体２７に収容固定されている。そして、図７において、収納部２３をＡ－Ａ断面から見た様子を図９に図示している。図９に示すように、収納部２３には、複数のブレード部材２４，２５をスライド移動させるための複数のガイド孔２３ａ，２３ｂが、その収納部２３の円周上に互い違いに２段備えている。ガイド孔２３ａ，２３ｂは、収納部２３の中心軸に対して放射状に設けられていて、第１の実施形態等のブレード部材と同様に、ブレード部材２４，２５も放射状に直線的に移動可能に設置される。なお、収納部２３の内径やブレード部材２４，２５の移動方向の長さは、線引炉とガラス母材との間に生じる隙間を埋められるように決められる。また、ブレード部材２４，２５の幅や枚数は、使用するガラス母材の外径などに応じて選定される。　
　円筒スリットバネ２６は、図７に示すように、ブレード部材２４，２５の周囲に設けられ、ブレード部材２４，２５を収納部２３の中心方向に押圧する押圧作用機構（中心方向に力を付勢する付勢機構）として機能するものである。
　円筒スリットバネ２６は、耐熱性の材料、例えば、カーボン、セラミックス、カーボン－セラミックス複合材、金属材のいずれかで形成されていることが望ましく、２００℃以上の耐熱性を持つことが好ましい。
　本例の円筒スリットバネ２６は、例えば、円筒状の上記の耐熱性素材に上下方向から互い違いにスリットを形成したものとする。図１０には、円筒スリットバネ２６の一部分を図示している。円筒スリットバネ２６は、上方向からのスリット２６ａと下方向からのスリット２６ｂとを互い違いに形成しておく。特に、円筒スリットバネ２６の材料としてカーボンを用いると、スリット２６ａ，２６ｂを設ける加工も比較的に容易である。　
　円筒スリットバネ２６は、このようなスリット２６ａ，２６ｂにより周方向に伸縮させることが可能となり、そのような周方向の弾性力によって、その円筒径方向に収縮しようとする力（収縮力）を生じる。円筒スリットバネ２６は、この円筒径方向の収縮力により、ブレード部材２４，２５をガラス母材の側面に押圧するように設けられる。
　円筒スリットバネ２６の設置形態は、図７の断面図及び図８の上面図で示した通りである。図７及び図８の例の場合、シール構造２０は、円筒スリットバネ２６の円筒径方向の収縮力により、複数のブレード部材２４，２５を個別に線引炉の径方向（より正確には収納部２３の径方向）に押圧することで、複数のブレード部材２４，２５の先端をガラス母材５の側面に当接させている。そして、この押圧力は、円筒スリットバネ２６の厚みやスリット幅を調整することにより、ガラス母材の表面に傷が付いたり、ブレード部材の破損や損傷が発生しない程度に弱く、ブレード部材をスムースに動かすことができる程度に強いものに調整することができる。
　これにより、図７に示すように、線引きの進行によりガラス母材５が矢印で示すように下降し、ガラス母材５の外径が、例えば、φ１からφ２（＞φ１）まで増加しても、円筒スリットバネ２６は、周方向に均一にブレード部材２４，２５を締め付けた状態で矢印に示すように外側に延び、逆にガラス母材５の外径が減少した場合は縮むことができる。よって、この円筒スリットバネ２６は、ガラス母材５の径変動を自動的に吸収することができる。
　さらに、本例のシール構造２０は、複数のブレード部材２４，２５のそれぞれが独立してスライド移動する構造を持つため、ガラス母材５の径が同一断面上で一定でない場合、つまり非円形の断面を持つ場合にも対応させることができる。
　また、図７に示すように、シール構造２０の筐体２７には、図示しない供給機構により不活性ガス等が供給されるガス導入口２７ａが設けられており、さらに収納部２３にはガス通気口２３ｃが設けられている。ブレード部材２４，２５や円筒スリットバネ２６等の部材としてカーボンを使用する場合には、ガス導入口２７ａ及びガス通気口２３ｃにより不活性ガス等が筐体２７の内部及びブレード部材２４，２５に行き渡り、部材の酸化劣化を防止することができる。なお、ここでの不活性ガス等は、炉内へ供給するガスと同じであってもよいし、異なる種類であってもよい。
　上述したように、本例のシール構造２０においても、第１の実施形態等と同様に、図１のガラス母材５の径変動が大きくても、その隙間Ｓを良好に塞ぐことができ、炉内ガスの漏れを防ぐと共に、外気の流入を防ぐことができる。また、本例のシール構造は、押圧作用機構に径方向に伸縮する簡易な構造の円筒スリットバネ２６を用いているため、設備が簡素化でき、メンテナンスも容易となる。
 [第３の実施形態]
　次に、図１１，１２を参照し、シール機構の第３の実施形態に係るシール構造３０を説明する。図１１はシール構造３０の概略を示す断面図、図１２は図１１のシール構造におけるブレード部材が開閉状態である場合の様子を示し、図１２における（Ａ）はブレード部材が開状態の様子、（Ｂ）はブレード部材が閉状態（最も閉じた状態）の様子を示す図である。　
　シール構造３０は、耐熱性を持った複数のブレード部材３４，３５と、ブレード部材３４，３５を支持する傾斜台３１及びスライド機構を有する支持機構と、を備える。
　また、複数のブレード部材３４，３５や上記支持機構は、図１１に示す筐体３７内に載置され、格納されている。なお、図１１では、筐体３７が傾斜台３１の上下面及び側面を覆うように図示しているが、これに限らず、例えば、筐体３７の底壁をなくし、線引炉の上端部に傾斜台３１が直接載置されるようにしてもよい。また、筐体３７を有しない構成であってもよい。
　複数のブレード部材３４，３５を支持する傾斜台３１は、図１の上端開口部２ａの中心軸方向に向かって下がるように傾斜し、且つ中心にガラス母材５を挿入するための挿入口を持った台である。すなわち、傾斜台３１は、図１１に示すように、底辺を線引炉の上端部に平行な辺とし、且つ高さを上端開口部の中心軸方向とした直角三角形を、上端開口部の中心軸を回転中心として上端開口部の周りに回転させたような形状を持つ円盤状の部材である。なお、上記の直角三角形は、図示するように実際には台形になっているなど、他の形状であっても、斜面の部分を有していればよい。また、傾斜台３１におけるガラス母材５の挿入口の直径と、上端開口部の直径とが同じであるのが望ましいが、多少の長短があっても良い。
　上記の機構は、上述した第１，２の実施形態における押圧作用機構に相当するもので、複数のブレード部材３４，３５の自重により、複数のブレード部材３４，３５を個別に、傾斜台３１の傾斜に沿って線引炉の径方向にスライド移動させる機構である。そして、このスライド機構により、複数のブレード部材３４，３５の先端は、その自重でガラス母材５の側面に当接させることが可能となっている。
　次に、上記のスライド機構について具体例を挙げて説明する。図１２に示すように、傾斜台３１の円周上には、複数のブレード部材３４を、傾斜台３１の中心軸に対して径方向に直線的にスライド移動させるための複数の突起部３２が設けられている。また、図１１，１２に示すように、傾斜台３１の円周上には、複数のブレード部材３５を、傾斜台３１の中心軸に対して径方向に直線的にスライド移動させるための複数の突起部３３が設けられている。
　これら複数の突起部３２，３３の使用は、上記のスライド機構の一例であり、突起部３２と突起部３３とは傾斜台３１の周方向に沿って交互に設けられている。なお、図１２の補助部材３６は、ブレード部材３４のスライド面をなすように傾斜台３１上に配されており、ブレード部材３４は、ブレード部材３５の上面側の高さで、且つブレード部材３４の下面の一部がブレード部材３５の上面に接しながらスライド移動することができる。
　突起部３２，３３の水平方向断面は略長方形であり、その短辺に合った幅を持つガイドスリット（スライド孔）３４ｓ，３５ｓがそれぞれブレード部材３４，３５に設けられている。このような形状の複数の突起部３２，３３が傾斜台３１に放射状に設けられているため、図１２における（Ａ）の状態から図１２における（Ｂ）の状態に移行する例で示すように、ブレード部材３４，３５も放射状にスライド移動可能となる。なお、突起部３２，３３をブレード部材３４，３５側に設けて、傾斜台３１の斜面側にブレード部材３４，３５をガイドするためのスライド溝を設けるようにしてもよい。また、１つのブレード部材に対して１つの突起部を設けた例を挙げているが、２つのガイドピンを設けてスライド移動させるようにしてもよい。
　ブレード部材３４，３５は、第１，２の実施形態等で説明したのと同様な形状のものを用いることができ、移動方向に垂直な面での断面形状は、略長方形とするか、若しくは幅方向に円弧を持たせた形状とされる。なお、傾斜台３１に対するブレード部材３４，３５の移動方向の長さ（スライド距離）は、上述したガイドスリット３４ｓ，３５ｓの長さなどによって決まるが、線引炉とガラス母材との間に生じる隙間を塞ぐように決めておけばよい。
　また、ブレード部材３４，３５の先端部３４ａ，３５ａは、第１の実施形態の図２～５で説明した先端部１４ａ，１５ａや、図６で説明した先端部１４ａ’，１５ａ’と同様な形状のものを用いることができる。
　ブレード部材２４，２５の先端部３４ａ，３５ａは、自重により傾斜に沿って下がった時に、ガラス母材５の側面にできるだけ多く当接されるようにするため、先端部２４ａ，２５ａは、第１，２の実施形態等で説明したブレード部材と同様に、ガラス母材５の半径として想定される最大値に合うような曲率を持つ円弧の形状にしておくことが好ましい。　
　図１１，１２の例で説明すると、ブレード部材３５は、傾斜台３１の斜面に接しながら、突起部３３に対してスライド移動する。一方、ブレード部材３４は、補助部材３６の上面に接しながら、突起部３２に対してスライド移動する。
　ブレード部材３４，３５は、隣接するブレード部材３４で生じる隙間をブレード部材３５で埋めて、隣接するブレード部材３５で生じる隙間をブレード部材３４で埋めるように、すなわち隣接するブレード部材３４間の隙間と隣接するブレード部材３５間の隙間とが重ならないように配置されている。
　ブレード部材３４，３５の材料は、第１，２の実施形態のブレード部材と同様にカーボンであることが好ましい。なお、ブレード部材３４，３５としてカーボンを使用する場合は、酸化劣化を防止するため、不活性ガス等をブレード部材３４，３５に噴き付けるようにするなどして、ブレード部材３４，３５の周囲を不活性ガス等雰囲気としておくことが望ましい。なお、傾斜台３１や他の部品も耐熱性が高いものを採用することが好ましく、ブレード部材３４，３５と同様に、２００℃以上の耐熱性を持つことが好ましい。
　上述したように、シール構造３０は、ブレード部材３４，３５の自重により、ブレード部材３４，３５を個別に傾斜台３１の傾斜に沿って線引炉の径方向にスライド移動させることで、複数のブレード部材３４，３５の先端をガラス母材５の側面に当接させている。そして、この自重による押圧力は、ガラス母材の表面に傷が付いたり、ブレード部材の破損や損傷が発生しない程度に弱く、ブレード部材をスムースに動かすことができる程度に強いものとするように、傾斜台３１の傾斜部の角度やブレード部材３４，３５の重さを設計しておけばよい。傾斜部の角度としては、水平方向に対して２０°～４５°程度が想定されるが、５°～８５°の範囲であれば重さを調整することで適用可能である。例えば、ガラス母材５の挿入時にブレード部材３４，３５を破損させることなく外周方向に退避させるためには、傾斜部の角度を小さく（例えば５°～４５°程度に）することが望ましい。
　これにより、図１１に示す例で、光ファイバ線引の進行中にガラス母材５が矢印で示すように下降して、ガラス母材５の外径が、例えば、φ１からφ２（＞φ１）まで増加しても、ガラス母材５の側面を一定の力で押しながら、図１２（Ｂ）で示す状態から図１２（Ａ）で示す状態のように、ブレード部材３４，３５を外側且つ上方にスライド移動させることができる。また逆に、ガラス母材５の外径が減少した場合は、ガラス母材５の側面を一定の力で押しながら、ブレード部材３４，３５を内側且つ下方にスライド移動させることができる。
　この結果、シール構造３０は、ガラス母材の径変動を自動的に吸収することができる。また、複数のブレード部材３４，３５のそれぞれが独立してスライド移動する構造を持つため、ガラス母材５の径が同一断面上で一定でない場合、つまり非円形の断面を持つ場合にも対応させることができる。
　図１１に示すように、シール構造３０には、図示しないガス供給機構により不活性ガス等が供給されるガス導入口３７ａが筐体３７に設けられている。ブレード部材３４，３５や傾斜台３１等の部材としてカーボンを使用する場合には、ガス導入口３７ａにより不活性ガス等が筐体３７の内部及びブレード部材３４，３５、傾斜台３１に行き渡り、部材の酸化劣化を防止することができる。なお、ここでの不活性ガス等は、炉内へ供給するガスと同じであってもよいし、異なる種類であってもよい。また、傾斜台３１に図示しないガス通気口を設けておき、ブレード部材３４，３５の裏側からも不活性ガス等を流すようにしてもよい。
　上述したように、本例のシール構造３０においても、第１，２の実施形態等と同様に、ガラス母材の径変動が大きくても、上記の隙間Ｓを良好に塞ぐことができ、炉内ガスの漏れを防ぐと共に、外気の流入を防ぐことができる。
　また、本例のシール構造は、傾斜に沿って配したブレード部材３４，３５を、自重を利用してガラス母材の側面に当接させるといった簡易な構造のシール機構であるため、設備が簡素化できて、メンテナンスも容易となる。　
[第４の実施形態]
　図１３に示すように、第４の実施形態のシール構造４０は、耐熱性を持った複数のブレード部材４４，４５と、ブレード部材４４，４５を収容する環状の筐体４１と、ブレード部材４４，４５を内方及び外方に圧力差を利用して押し付けたり引っ張ったりする作用を備えた押圧作用機構５０とを備える。　
　筐体４１には、その内部のガス溜り４２と後述のガス供給部５１やガス排出部５２とを接続する吸排ポート４６が設けられており、ガス供給部５１からの不活性ガス等がガス溜り４２に供給可能に構成されている。ブレード部材４４，４５等のシール構造４０を構成する部材として、後述のようにカーボンを使用する場合には、この不活性ガス等がガス溜り４２やブレード部材４４，４５等に行き渡り、各部材の酸化劣化を防止することができる。
　ガス溜り４２に供給される不活性ガス等は、例えば、炉心管内やヒータの周りに供給される炉内ガスと同じガスが使用されている。このため、仮に、ガス溜り４２の不活性ガス等がブレード部材４４，４５の周囲から線引炉に向けて漏れたとしても、このガス溜り４２に供給される不活性ガス等で炉内ガスを補充することになるため、問題は生じない。なお、ガス溜り４２が筐体の内部空間に相当する。
　筐体４１の内部には、ガス溜り４２を区画する一部となる収納部４３が収容されている。
　収納部４３は、円盤状の部材であり、図１４に示すように、ブレード部材４４，４５をスライド移動させるための複数のガイド孔４３ａ，４３ｂが、その収納部４３の円周上に、例えば、互い違いに２段備えられている。ガイド孔４３ａ，４３ｂは、収納部４３の中心軸に対して放射状に設けられていて、ブレード部材４４，４５も放射状に直線的に移動可能に設置される。なお、ブレード部材４４，４５は、収納部４３に設けるのではなく、筐体４１に直接設けることも可能である。
　ブレード部材４４，４５は、第１の実施形態等で説明したブレード部材１４，１５と同様な形状のものを用いることができ、移動方向に垂直な面での断面形状が略長方形となる略直方体形状とされる。なお、上述のガイド孔４３ａ，４３ｂはブレード部材４４，４５の断面形状に合った形状の孔となっている。
　また、ブレード部材４４，４５の断面形状が、ガスが作用する箇所において、０.１ｃｍ２以上の断面積を有するように厚みや幅（収納部１３の接線方向に平行な長さ）が設定されており、例えば、厚み０.５ｃｍ、幅１.５ｃｍ程度に設定されている。　
　ブレード部材４４，４５の先端は、後述のように、押圧作用機構５０によって押圧された時にガラス母材の側面に当接される。従って、ブレード部材４４，４５の先端は、当接時にガラス母材との隙間を可能な限り小さくするために、ガラス母材の半径として想定される最大値（使用されるガラス母材の最大径）に合うような曲率を持つ円弧形状にしておくことが好ましい。　
　また、第１の実施形態等のブレード部材と同様に、ブレード部材４４，４５の材料はカーボンであることが好ましい。
　なお、収納部４３の内径やブレード部材４４，４５の移動方向の長さは、第１の実施形態等のブレード部材と同様に、線引炉とガラス母材との間に生じる隙間を埋めることができるように決めておけばよい。
　また、ブレード部材４４，４５の幅や枚数は、使用するガラス母材の外径や外径変動量や曲がり量などに応じて、上記同様に、適宜選べばよい。
　上述したように、収納部４３には、複数のガイド孔４３ａ，４３ｂがその円周上に互い違いに２段設けられており、これらのガイド孔にブレード部材４４，４５が直線的に移動可能な状態で挿入される。従って、ブレード部材４４は収納部４３の円周上に等間隔で複数設けられ、ブレード部材４５も収納部４３の円周上に等間隔で複数設けられる。そして、ブレード部材４４とブレード部材４５との間は、上下方向に間隔が生じないようにする。
　さらに、ブレード部材４４，４５は、隣接するブレード部材４４で生じる隙間をブレード部材４５で埋めて、隣接するブレード部材４５で生じる隙間をブレード部材４４で埋めるようにする。すなわち、隣接するブレード部材４４同士間の隙間と隣接するブレード部材４５同士間の隙間とが重ならないように配置されている。これにより、図１の隙間Ｓを塞ぎ、不活性ガス等が漏れにくいようにシールすることができる。
　このように、本発明では、複数のブレード部材４４，４５を２層構造で互い違いに重ね合わせることが好ましい。このような構造により、ブレード部材４４，４５の先端をガラス母材に接触させることで、線引炉の上端開口部に生じる隙間を閉鎖する。そして、複数のブレード部材４４，４５のそれぞれは、ガラス母材の中心に向かって水平方向に独立してスライド移動可能に設置されている。
　ここで、上記押圧作用機構５０は、複数のガイド孔４３ａ、４３ｂのそれぞれにブレード部材４４，４５を挿入した状態で、ブレード部材４４，４５の先端をガラス母材の側面に当接させるように、複数のブレード部材４４，４５を個別に線引炉の径方向（より正確には収納部４３の径方向）に押圧する。この押圧力は、ガラス母材の表面に傷が付いたり、ブレード部材の破損や損傷が発生しない程度に弱く、ブレード部材をスムースに動かすことができる程度に強いものとする。
　図１３に示すように、ガス供給部５１やガス排出部５２はコントローラ５３に電気的に接続されている。ガス溜り４２には例えば炉内圧検出部４７が設置されており、ガス溜り４２内の圧力は、炉内圧検出部４７で検出され、コントローラ５３に出力されている。
　炉内圧検出部４７の検出結果や作業者からの指示などに基づき、コントローラ５３がガス供給部５１に駆動信号を出力すると、不活性ガス等が吸排ポート４６を介してガス溜り４２に供給される。ガス溜り４２は、加圧されて陽圧の雰囲気（圧力Ｐ１）となり、この圧力Ｐ１がガス溜り４２内のブレード部材４４，４５に作用する。
　一方、ガス溜り４２外のブレード部材４４，４５に線引炉内の圧力Ｐ２（＜Ｐ１）が作用している場合、ブレード部材４４，４５の断面積Ａとすると、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧分ΔＰと断面積Ａとの積（ΔＰ×Ａ）が、ブレード部材４４，４５への力Ｆとして作用する。これにより、ブレード部材４４，４５は、ブレード部材４４の先端同士やブレード部材４５の先端同士が接触する程度まで突出可能になり、この力Ｆでガラス母材５の側面に接触する。
　なお、ガスが作用する箇所において、１ｃｍ２の断面積を有したブレード部材を想定すると、上記の差圧分ΔＰが０.０１ＭＰａである場合には、１Ｐａは約０.０００１Ｎ／ｃｍ２のため、ブレード部材は１Ｎ程度の力でガラス母材に接触することになる。
　これに対し、図１３のコントローラ５３がガス排出部５２に駆動信号を出力すると、ガス溜り４２内の不活性ガス等が吸排ポート４６を介して吸引される。ガス溜り４２は、減圧されて例えば、負圧の雰囲気（圧力Ｐ１）となり、この圧力Ｐ１がガス溜り４２内のブレード部材４４，４５に作用する。
　一方、ガス溜り４２外のブレード部材４４，４５に線引炉内の圧力Ｐ２（＞Ｐ１）が作用している場合、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧分Δｐと断面積Ａとの積（Δｐ×Ａ）が、ブレード部材４４，４５への力Ｆとして作用する。これにより、ブレード部材４４，４５は、ガラス母材５の側面との接触が解かれ、図４（Ｂ）のように、ブレード部材４４，４５が収納部４３にほぼ収納されるようになるまで退避可能になる。
　従って、例えば、ガラス母材を線引炉にセットする場合や線引炉から取り外す場合のように、ガラス母材を線引炉に対して速い速度で出し入れする際には、ブレード部材を予め退避させておけるので、ブレード部材の破損や損傷を回避することができる。
　なお、上記のようにガス溜り４２を負圧に減圧すれば、ブレード部材４４，４５を収納部４３に速やかに退避できるが、ガス溜り４２を大気圧程度まで減圧させた場合でも、ガラス母材５への押圧力が解除された状態になるので、ブレード部材への負荷軽減が達成可能である。
　また、ブレード部材４４，４５は、個々に水平方向にスライド移動することで、ガラス母材５の径変動を吸収し、炉内への外気の流入を抑制することができる。
　具体的には、図１３に示すように、線引きの進行によりガラス母材５が矢印で示すように下降し、ガラス母材５の外径が、例えば、φ１からφ２（＞φ１）まで増加しても、ブレード部材４４，４５は、ガラス母材５を均一に押圧した状態で外方に移動することができる。逆に、ガラス母材５の外径が減少した場合には、ブレード部材４４，４５は、ガラス母材５を均一に押圧した状態で内方に移動することができる。
　なお、ガラス母材５の外径の増減により、ガス溜り４２の加圧、減圧を行い、ガラス母材５への押圧力を調整することとしてもよい。　
　さらに、複数のブレード部材４４，４５のそれぞれが独立してスライド移動する構造を持つため、ガラス母材５の径が同一断面上で一定でない場合、つまり非円形の断面を持つ場合にも対応させることができる。
　ところで、収納部４３は、ブレード部材４４，４５の脱落を防止するストッパを備えていてもよい。
　図１５に示すように、ブレード部材４５の上面及び下面には、それぞれ突起４５ａが形成され、このブレード部材４５に対応するガイド孔４３ｂには、突起４５ａをそれぞれ受容する溝４３ｃが設けられている。溝４３ｃは、収納部４３を貫通しておらず、突起４５ａの前端や後端に係合可能に構成されている。なお、ブレード部材４４については図示を省略するが、ブレード部材４５と同様に突起が形成され、対応する収納部４３にも溝が設けられている。
　なお、図５の構成はストッパを設けた場合の一例であり、突起、溝は上面側だけにあってもよく、また、ガイド孔側に突起、ブレード部材側に溝があってもよい。　
　このように、収納部がストッパ機能を有し、ブレード部材のストロークを制限しているため、仮に、ガラス母材が無い場合にブレード部材が上端開口部の中心に向けて移動しても、ブレード部材は炉内に脱落しない。
　なお、ブレード部材の先端が収納部の内部に完全に退避するようにしてもよい。また、ブレード部材は、ガス溜りへのガスの供給によってガラス母材から離れ、ガス溜りからのガスの排出によってガラス母材に近づくように移動可能に構成されていてもよい。　
　また、上記第４の実施形態は、前述のシール構造４０及び押圧作用機構５０の変形例として、図１６および図１７に示すような、シール構造６０及び押圧作用機構７０を備えるものであってもよい。シール構造６０におけるブレード部材４５は筐体６１の内部空間を線引炉の径方向の内方と外方に仕切る仕切部４５ｂを有する。また、筐体６１は仕切部４５ｂで仕切られた内部空間にそれぞれ連通する複数のガス通路６６ａ，６６ｂを有する。これにより、押圧作用機構７０は、ガス通路６６ａ，６６ｂのいずれか一方にガスを供給することにより、ブレード部材４５を線引炉の径方向のいずれかに移動させる作用を備える。
　さらにシール構造６０について具体的に説明する。
　図１７に示すように、ブレード部材４５の下面には、仕切部４５ｂが形成されている。この仕切部４５ｂは、筐体６１の内部空間を線引炉の径方向の内外に沿ってガス溜り内側部６２ａとガス溜り外側部６２ｂとに仕切るように形成されている。
　そして、筐体６１には、ガス供給部７１に接続された２つのガス通路６６ａ，６６ｂが設けられている。ガス通路６６ａはガス溜り内側部６２ａに連通し、ガス通路６６ｂはガス溜り外側部６２ｂに連通しており、押圧作用機構７０は、２つのガス通路６６ａ，６６ｂのうちいずれか一方をガス供給路として選択して、ガス供給部７１から筐体６１の内部に不活性ガス等を供給可能に構成されている。
　例えば炉内圧検出部６７の検出結果や作業者からの指示などに基づき、コントローラ７２がガス供給部７１に駆動信号を出力すると、ガス通路６６ａまたはガス通路６６ｂのいずれか一方にガス供給部７１から不活性ガス等が供給される。
　ガス供給部７１からガス通路６６ａに不活性ガス等が供給された場合は、図１７の（Ａ）に示すように、矢印Ａ１に示す方向で仕切部４５ｂの内方のガス溜り内側部６２ａに不活性ガス等が供給される。そして、ガス溜り内側部６２ａが加圧されることにより仕切部４５ｂをガラス母材５から離れる方向（矢印Ａ３の方向）に押圧する。これにより、ブレード部材４５をガラス母材５から離すように作用する。このとき、仕切部４５ｂの移動によりガス溜り外側部６２ｂ内の不活性ガス等が押圧され、ガス通路６６ｂを介して矢印Ａ２に示す方向で筐体６１の外部に不活性ガス等が排出される。
　一方、ガス供給部７１からガス通路６６ｂに不活性ガス等が供給された場合は、図１７の（Ｂ）に示すように、矢印Ｂ２に示す方向で仕切部４５ｂの外方のガス溜り外側部６２ｂに不活性ガス等が供給される。そして、ガス溜り外側部６２ｂが加圧されることにより仕切部４５ｂをガラス母材５に近づく方向（矢印Ｂ３の方向）に押圧する。これにより、ブレード部材４５をガラス母材５に近づけるように作用する。このとき、仕切部４５ｂの移動によりガス溜り内側部６２ａ内の不活性ガス等が押圧され、ガス通路６６ａを介して矢印Ｂ１に示す方向で筐体６１の外部に不活性ガス等が排出される。
　なお、仕切部４５ｂの上部の両側に凸部４５ｃ，凸部４５ｄがそれぞれ設けられており、図１７の（Ａ）の場合は、ガス溜り外側部６２ｂ側の内部側壁６３に凸部４５ｃが当接しても仕切部４５ｂはガス通路６６ｂを塞ぐことはない。また、図１７の（Ｂ）の場合は、ガス溜り内側部６２ａ側の内部側壁６４に凸部４５ｄが当接しても仕切部４５ｂはガス通路６６ａを塞ぐことはない。
　これにより、ブレード部材４５が内部側壁６３に当接するまで移動した状態（図１７の（Ａ）の状態）から、ガス供給部７１がガス通路６６ｂに不活性ガス等を供給する状態に変化しても、ガス溜り外側部６２ｂに不活性ガス等を供給可能である。同様に、ブレード部材４５が内部側壁６４に当接するまで移動した状態（図１７の（Ｂ）の状態）から、ガス供給部７１がガス通路６６ａに不活性ガス等を供給する状態に変化しても、ガス溜り内側部６２ａに不活性ガス等を供給可能である。
　なお、ブレード部材４４にもブレード部材４５と同様の仕切部等（図示せず）が設けられており、上記ブレード部材４５と同様に、ブレード部材４４をガラス母材５から離すように作用させること、或いはブレード部材４４をガラス母材５に近づけるように作用させることができる。
　１　線引炉（光ファイバ用線引炉）
　２　炉筐体
　２ａ　上端開口部
　２ｂ　下端開口部
　３　炉心管
　４　ヒータ
　５　ガラス母材（光ファイバ用ガラス母材）
　５ａ　下端部
　５ｂ　光ファイバ
　６　支持棒
　７　断熱材
　８　シール機構
　９　蓋体
　９ａ　貫通孔
　９ｂ　肩部
　１０，１０’，２０，３０，４０，６０　シール構造
　１１　内側円筒
　１２　外側円筒
　１３，２３　収納部
　１３ａ，１３ｂ，２３ａ，２３ｂ　ガイド孔
　１４，１５，２４，２５，３４，３５，１０４，１０５　ブレード部材
　１４ａ，１５ａ，１４ａ’，１５ａ’，２４ａ，２５ａ，３４ａ，３５ａ　先端部
　１６　棒状部材
　１７　コイルバネ部材
　１８　固定部材
　２３ｃ　ガス通気口
　２６　円筒スリットバネ
　２６ａ，２６ｂ　スリット
　２７，３７　筐体
　２７ａ，３７ａ　ガス導入口
　３１　傾斜台
　３２，３３　突起部
　３４ｓ，３５ｓ　ガイドスリット
　３６　補助部材
　４１，６１　筐体
　４２　ガス溜り
　４３　収納部
　４３ａ，４３ｂ　ガイド孔
　４３ｃ　溝
　４４，４５　ブレード部材
　４５ａ　突起
　４５ｂ　仕切部
　４５ｃ，４５ｄ　凸部
　４６　吸排ポート
　４７，６７　炉内圧検出部
　５０，７０　押圧作用機構
　５１，７１　ガス供給部
　５２　ガス排出部
　５３，７２　コントローラ
　６２ａ　ガス溜り内側部
　６２ｂ　ガス溜り外側部
　６６ａ、６６ｂ　ガス通路

Claims (19)

  1. 　光ファイバ用線引炉の上端開口部と該上端開口部から挿入される光ファイバ用ガラス母材との間の隙間をシールするための光ファイバ用線引炉のシール構造であって、
    　複数のブレード部材と、前記複数のブレード部材を支持する支持機構と、前記複数のブレード部材の先端を前記光ファイバ用ガラス母材の側面に当接させるように、前記複数のブレード部材を個別に前記光ファイバ用ガラス母材の径方向に押圧する押圧作用機構とを備え、
    　前記複数のブレード部材が前記光ファイバ用ガラス母材に当接する際の押圧力を、ブレード部材１個当たり０．１～１０Ｎとする、光ファイバ用線引炉のシール構造。
  2. 　前記複数のブレード部材が前記光ファイバ用ガラス母材に当接する際の押圧力を、ブレード部材１個当たり０．１～１Ｎとする、請求項１に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  3. 　光ファイバ用線引炉の上端開口部と該上端開口部から挿入される光ファイバ用ガラス母材との間の隙間をシールするための光ファイバ用線引炉のシール構造であって、
    　上下に互い違いに少なくとも２段で配された複数のブレード部材と、前記複数のブレード部材を支持する支持機構と、前記複数のブレード部材の先端を前記光ファイバ用ガラス母材の側面に当接させるように、前記複数のブレード部材を個別に前記光ファイバ用ガラス母材の径方向に押圧する押圧作用機構とを備え、
    前記ブレード部材の全枚数をＮ，前記ブレード部材の幅をＬ、前記光ファイバ用ガラス母材の最大径をＤmax、最小径をＤminとしたとき、
    　2π×Ｄmin＞Ｌ×Ｎ＞π×Ｄmax
    　を満たす、光ファイバ用線引炉のシール構造。
  4. 　前記ブレード部材の枚数Ｎは、各段５枚以上である、請求項３に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  5. 　前記ブレード部材の幅Ｌは、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、請求項３または請求項４に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  6. 　前記ブレード部材の先端は、前記光ファイバ用ガラス母材の半径として想定される最大値に合うような曲率をもつ円弧の形状になっている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  7. 　前記複数のブレード部材は、上下に互い違いに少なくとも２段で配され、前記光ファイバ用ガラス母材の側面に当接する先端部は、上下の前記ブレード部材が重なり合う位置にて、前記光ファイバ用ガラス母材の側面に線接触する形状で形成されている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  8. 　前記少なくとも２段のうちの上段のブレード部材の先端部は、下部ほど前記上端開口部の中心軸に近づくように直線状に傾斜し、前記少なくとも２段のうちの下段のブレード部材の先端部は、上部ほど前記上端開口部の中心軸に近づくように直線状に傾斜している、請求項７に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  9. 　前記少なくとも２段のうちの上段のブレード部材の先端部は、下部ほど前記上端開口部の中心軸に近づくように湾曲して傾斜し、前記少なくとも２段のうちの下段のブレード部材の先端部は、上部ほど前記上端開口部の中心軸に近づくように湾曲して傾斜している、請求項７に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  10. 　前記押圧作用機構は、前記光ファイバ用ガラス母材の側面に当接するように設けた前記ブレード部材と、該ブレード部材を収容する筐体と、該筐体の内部空間へのガスの供給と該内部空間からのガスの排出とによって、前記ブレード部材を前記光ファイバ用線引炉の径方向に移動させる機構である、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  11. 　前記筐体内に、前記ブレード部材をガイド・収納する収納部を備え、該収納部、若しくは前記ブレード部材に前記ブレード部材の脱落を防止するためのストッパを有している、請求項１０に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  12. 　前記押圧作用機構は、前記光ファイバ用ガラス母材の側面に当接するように設けた前記ブレード部材と、該ブレード部材を収容する筐体と、を備え、
    　前記ブレード部材は、前記筐体の内部空間を仕切る仕切部を有し、
    　前記筐体は、前記仕切部で仕切られた内部空間にそれぞれ連通する複数のガス通路を有し、
    　複数の前記ガス通路のいずれか一方にガスを供給することにより、前記ブレード部材を前記光ファイバ用線引炉の径方向のいずれかに移動させる機構である、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  13. 　前記筐体の内部空間に供給されるガスは、前記光ファイバ用線引炉の炉内ガスと同じガスである、請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  14. 　前記ブレード部材は、前記ガスが作用する箇所において、前記光ファイバ用線引炉の径方向に垂直な面での断面積が０．１ｃｍ２以上である、請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  15. 　前記押圧作用機構は、前記複数のブレード部材の後端にそれぞれ一端が固定され、且つ他端が前記支持機構の一部にそれぞれ保持された複数の棒状部材と、前記複数の棒状部材のそれぞれに沿って設けられた複数のコイルバネ部材とを有し、前記複数のコイルバネ部材の弾性力により、前記複数のブレード部材を個別に前記光ファイバ用ガラス母材に当接させる、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  16. 　前記押圧作用機構は、前記複数のブレード部材の後端にそれぞれ一端が固定され、且つ他端が前記支持機構の一部にそれぞれ固定された、線引炉体の径方向に長さを伸縮可能な複数のエアシリンダとし、前記複数のエアシリンダの押圧力により、前記複数のブレード部材を個別に前記光ファイバ用ガラス母材に当接させる、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  17. 　前記押圧作用機構は、円筒状の耐熱性素材に上下方向から互い違いにスリットを形成した円筒スリットバネの円筒径方向の収縮力により、前記複数のブレード部材を個別に前記光ファイバ用ガラス母材に当接させる、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  18. 　前記押圧作用機構は、前記ブレード部材の支持機構を前記上端開口部の中心軸方向に向かって下がるように傾斜させ且つ中心に前記光ファイバ用ガラス母材を挿入するための挿入口をもった傾斜台で形成し、前記複数のブレード部材の自重により、前記複数のブレード部材を個別に前記傾斜台の傾斜に沿ってスライドさせることで、前記複数のブレード部材の先端を前記光ファイバ用ガラス母材の側面に当接させる、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造。
  19. 　請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の光ファイバ用線引炉のシール構造を用いて光ファイバを線引する、光ファイバの線引方法。
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