CN106186661B - 光纤线材的制造方法、控制装置以及制造装置 - Google Patents

光纤线材的制造方法、控制装置以及制造装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供光纤线材的制造方法、控制装置以及制造装置，对光纤母材进行熔融纺丝而形成光纤裸线，在上述光纤裸线的外周设置涂敷由树脂构成的覆盖层，使上述覆盖层固化而形成光纤线材，在从形成上述光纤裸线到上述涂敷为止的任意位置处，通过一个或者多个方向变换器对上述光纤裸线的方向进行变换，上述方向变换器具有对上述光纤裸线进行引导的引导槽、和供流体从外部导入的内部空间，在上述引导槽内形成有通过使上述内部空间的上述流体排出而使上述引导槽内的上述光纤裸线浮起的排出口，检测至少一个上述方向变换器中的上述光纤裸线的位置，并且测定上述光纤裸线的外径，基于上述光纤裸线的位置以及外径，控制上述流体向上述方向变换器的导入流量。

Description

光纤线材的制造方法、控制装置以及制造装置
本申请主张于2015年5月27日提出的日本专利申请第2015－107279号的优先权，并在此引用其内容。
技术领域
本发明涉及光纤线材的制造方法、控制装置以及制造装置。
背景技术
在光纤线材的制造中，一般采用从光纤母材沿直线路径铅垂向下方拉制光纤的方法。
例如，为了使用图5所示的制造装置来制造光纤线材5，而利用纺丝部10的加热炉11对光纤母材2进行熔融纺丝并将光纤裸线3铅垂向下地拉出。在利用冷却部120冷却了光纤裸线3之后，利用涂层部30设置覆盖层来得到光纤线材中间体4。利用固化部40使光纤线材中间体4的覆盖层固化来得到光纤线材5。光纤线材5经由带轮80、牵引部90而由卷绕单元100卷绕。
在上述制造方法中，作为影响生产性的因素，存在因***整体的高度带来的限制。***的高度成为限制生产性的主要因素是因为需要确保用于充分地冷却对光纤母材进行熔融纺丝而得到的光纤裸线的距离。
如果新设置包括建筑物在内的新的设备则这种限制能够放宽，但为此需要莫大的费用。如果将来进一步要求生产性提高，则需要再花费莫大的费用来新设置新的设备。
作为放宽上述限制的方法，存在使用具有非接触保持机构的方向变换用的器具的方法。
非接触保持机构是通过空气等流体的压力来非接触地保持对象的机构，在具有这种机构的方向变换器中，能够不与光纤裸线(裸光纤、bare fiber)接触地使光纤裸线方向变换。
如果使用上述方向变换器，则能够将从光纤母材沿第一路径进行拉丝而得的光纤裸线的方向变换成沿着与第一路径不同的第二路径(例如，参照日本专利第5571958号公报、日本特开昭62－003037号公报)。
在日本专利第5571958号公报公开了使用具有导入光纤的槽且在槽内形成有开口的方向变换用的器具的光纤制造方法。在该方法中，使通过一个流入口而导入上述器具的气体从开口喷出，在通过气体的压力使光纤浮起的状态下使该光纤进行方向变换。
日本特开昭62－003037号公报所记载的方向转换器具有对光纤裸线进行引导的引导槽，在引导槽的底面以及两侧面形成有气体的排出口(参照实施例、图3以及图4)。在使用了方向转换器的制造方法中，通过从4个排出口排出的气体的压力在使光纤浮起的状态下使光纤方向变换。
光纤裸线的浮起量由在非接触保持机构的槽内所排出的气体的压力、光纤裸线的外径、以及施加于光纤裸线的拉丝张力的平衡决定。因此，如果气体的流速、光纤裸线的外径、以及拉丝张力恒定，则光纤裸线的浮起量也恒定，能够进行稳定的拉丝。
但是，在实际的制造工序中，由于光纤母材的外径变动、光纤裸线的拉丝速度的变动、光纤母材的剩余长度的减少等，有时光纤裸线的浮起量发生变化。
尤其是在将拉丝速度从低速(例如30m/min左右)向产品制造时的稳定速度(一般来说1500m/min以上)提高的过程(以下，称为增速工序)中，因为不是光纤裸线的外径和拉丝张力被控制为恒定的状态，而母材前端部的缩径部(缩口)的形状与拉丝速度的增加一起时刻变化，所以光纤裸线的外径以及拉丝张力发生变化，浮起量也时刻变化。
若光纤裸线的外径减小，并且拉丝张力变高，则光纤裸线的浮起量变小，所以有可能光纤裸线与上述器具的槽的内面接触。若光纤裸线与上述器具接触，则存在光纤裸线损伤，其强度降低的可能性。
另一方面，若光纤裸线的外径变大，并且拉丝张力变低，则有光纤裸线的浮起量变大而浮起状态的稳定性降低，光纤裸线与上述器具的槽的内面接触，光纤裸线损伤，其强度降低的可能性。
另外，若非接触保持机构中的光纤裸线的浮起位置发生变化，则光纤裸线向设置于非接触保持机构的下游侧的涂层部的导入位置变动，从而有可能产生涂敷的厚度不均。
此外，所谓上游侧是指拉丝方向的上游侧，所谓下游侧是指拉丝方向的下游侧。因此，所谓的下游方向不是恒定的方向，由非接触保持机构对光纤裸线进行了方向变换后其方向变换后的方向是下游方向。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，提供即使在光纤的外径变动的情况下也能够使方向变换器中的光纤裸线的浮起位置稳定化的光纤线材的制造方法、控制装置以及制造装置。
本发明的第一方式是光纤线材的制造方法，对光纤母材进行熔融纺丝而形成光纤裸线，在上述光纤裸线的外周设置涂敷由树脂构成的覆盖层，使上述覆盖层固化而形成光纤线材，在从上述光纤裸线的形成到上述涂敷为止的任意位置处，通过一个或者多个方向变换器对上述光纤裸线的方向进行变换，上述方向变换器具有对上述光纤裸线进行引导的引导槽、和供流体从外部导入的内部空间，在上述引导槽内形成有通过使上述内部空间的上述流体排出而使上述引导槽内的上述光纤裸线浮起的排出口，检测至少一个上述方向变换器中的上述光纤裸线的位置，并且测定上述光纤裸线的外径，基于上述光纤裸线的位置以及外径来控制上述流体向上述方向变换器的导入流量。
本发明的第二方式，根据上述第一方式，也可以基于上述光纤裸线的外径的测定值来决定上述方向变换器中的目标浮起位置，比较上述目标浮起位置和上述光纤裸线的位置的检测结果，控制上述流体向上述方向变换器的的导入流量以便减小偏差。
本发明的第三方式，根据上述第二方式，也可以控制上述流体向上述多个方向变换器中的所有方向变换器的导入流量，以便减小上述多个方向变换器中的至少一个方向变换器中的上述光纤裸线的位置的检测结果与上述目标浮起位置的偏差。
本发明的第四方式，根据上述第二或者第三方式，也可以基于由公式(1)得到的光纤裸线的最佳浮起位置的相对偏差量来决定上述目标浮起位置，
【数式1】
△r：距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]
θ：引导槽的内侧面的倾斜角度[°]
D：光纤裸线的外径[mm]
D0：基准光纤裸线的外径[mm]。
本发明的第五方式，根据上述第二或者第三方式，也可以在上述光纤线材的拉丝速度达到稳定之前的阶段中，上述目标浮起位置基于由公式(2)得到的光纤裸线的最佳浮起位置的相对偏差量计算，
【数式2】
△r：距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]
θ：引导槽的内侧面的倾斜角度[°]
D：光纤裸线的外径[mm]
D0：基准光纤裸线的外径[mm]
α：偏移量[mm]。
本发明的第六方式是光纤线材的制造装置所使用的控制装置，上述光纤线材的制造装置具备：对光纤母材进行熔融纺丝而形成光纤裸线的纺丝部；在上述光纤裸线的外周设置由树脂构成的覆盖层的涂层部；以及使上述覆盖层固化的固化部，上述控制装置具备：一个或者多个方向变换器，在从上述纺丝部到上述涂层部为止的任意位置处对上述光纤裸线的方向进行变换；位置检测部，检测上述方向变换器中的上述光纤裸线的位置；外径测定部，测定上述光纤裸线的外径；以及控制部，基于由上述位置检测部测定到的上述光纤裸线的位置、以及由上述外径测定部测定到的光纤裸线的外径来决定上述流体向上述方向变换器的导入流量，上述方向变换器具有对上述光纤裸线进行引导的引导槽、和供流体从外部导入的内部空间，在上述引导槽内形成有通过使上述内部空间的上述流体排出而使上述引导槽内的上述光纤裸线浮起的排出口，上述控制部检测至少一个上述方向变换器中的上述光纤裸线的位置，并且测定上述光纤裸线的外径，基于上述光纤裸线的位置以及外径来控制上述流体向上述方向变换器的导入流量。
本发明的第七方式，根据上述第六方式，也可以上述控制部基于上述光纤裸线的外径的测定值来决定上述方向变换器中的目标浮起位置，比较上述目标浮起位置和上述光纤裸线的位置的检测结果，控制上述流体向上述方向变换器的导入流量以便减小偏差。
本发明的第八方式，根据上述第七方式，也可以上述控制部控制上述流体向上述多个方向变换器中的所有方向变换器的导入流量，以便减小上述多个方向变换器中的至少一个方向变换器中的上述光纤裸线的位置的检测结果与上述目标浮起位置的偏差。
本发明的第九方式，根据上述第七或者第八方式，也可以上述控制部基于由公式(1)得到的光纤裸线的最佳浮起位置的相对偏差量来决定上述目标浮起位置，
【数式3】
△r：距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]
θ：引导槽的内侧面的倾斜角度[°]
D：光纤裸线的外径[mm]
D0：基准光纤裸线的外径[mm]。
本发明的第十方式，根据上述第七或者第八方式，也可以在上述光纤线材的拉丝速度达到稳定之前的阶段中，上述控制部基于由公式(2)得到的光纤裸线的最佳浮起位置的相对偏差量来决定上述目标浮起位置，
【数式4】
△r：距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]
θ：引导槽的内侧面的倾斜角度[°]
D：光纤裸线的外径[mm]
D0：基准光纤裸线的外径[mm]
α：偏移量[mm]。
本发明的第十一方式是光纤线材的制造装置，具备：上述第六～第十方式的任意一个方式的控制装置；对上述光纤母材进行熔融纺丝而形成上述光纤裸线的上述纺丝部；在上述光纤裸线的外周设置由树脂构成的上述覆盖层的上述涂层部；以及使上述覆盖层固化的上述固化部。
例如，在增速工序中，光纤裸线的外径容易增减。另外，在拉丝速度达到稳定之后，也存在受到光纤母材内部的残留气泡、混入的异物等缺陷部的影响使得光纤裸线的外径变动的可能性。
根据上述本发明的方式，基于方向变换器中的光纤裸线的位置以及外径来控制流体向方向变换器的导入流量，所以能够调节在方向变换器中从排出口释放到引导槽的流体的流速，能够调整光纤裸线的浮起量。
因此，能够避免由于以光纤裸线的外径的变动为原因的浮起量的不足使得光纤裸线与引导槽的内侧面接触。另外，若因为光纤裸线的外径的变动使得光纤裸线的浮起量过大，则浮起状态会不稳定，但能够通过使光纤裸线的浮起量最佳化，来使浮起状态稳定化，防止光纤裸线与引导槽的内侧面接触。
因此，光纤裸线不会通过方向变换器而受到损伤，制造装置的工作效率变高，所以生产性能够提高，能够实现制造成本的削减。另外，能够以良好的成品率制造光纤线材。
并且，因为方向变换器中的光纤裸线的浮起位置稳定，所以光纤裸线对涂层部的进线位置恒定。因此，能够防止涂敷的厚度不均，制造稳定的品质的光纤线材。
附图说明
图1是表示本发明的光纤线材的制造装置的一实施方式的概略结构的示意图。
图2是表示图1所示的制造装置的方向变换器的剖面构造的示意图。
图3是表示方向变换器的一个例子的主视图。
图4是表示上图所示的方向变换器的变形例的主视图。
图5是表示以往的光纤线材的制造装置的一个例子的示意图。
具体实施方式
图1是表示作为本发明所涉及的光纤线材的制造装置的一实施方式的制造装置1的概略结构的示意图。
制造装置1在从拉丝方向的上游侧到下游侧具备纺丝部10、方向变换器20(20A、20B)、涂层部30、固化部40、位置检测部50、外径测定部51、控制部60、流量调整器70、带轮80、牵引部90、以及卷绕单元100。
方向变换器20、位置检测部50、外径测定部51、控制部60、以及流量调整器70(70A、70B)构成控制装置101。
纺丝部10具备加热炉11，通过加热炉11加热光纤母材2来进行熔融纺丝从而形成光纤裸线3。
前端部2a是光纤母材2的被加热熔融的缩径部(缩口)前端部。
方向变换器20对光纤裸线3的方向进行变换。在图1所示的制造装置1中，使用了2个方向变换器20。从拉丝方向的上游侧向下游侧，将这些方向变换器20分别称为第一方向变换器20A以及第二方向变换器20B。
第一方向变换器20A使从光纤母材2铅垂向下(第一路径L1)地拉出的光纤裸线3通过90°的方向变换而朝向水平(第二路径L2)。
将包括第一路径L1和第二路径L2的面称为P1。X方向是在面P1内沿第二路径L2的方向，Y方向是与面P1垂直的方向。
第二方向变换器20B使光纤裸线3通过90°的方向变换而成为铅垂向下(第三路径L3)。
以下，对方向变换器20的构造进行说明。
图3所示的方向变换器201是方向变换器20的第一例，能够对光纤裸线3的方向进行90°变换。
方向变换器201俯视时为四分之一圆形，在外周面20a上遍及整个周长地形成有引导槽21。方向变换器201以使中心轴向与Y方向一致、并且使径向R(参照图2)朝向沿面P1(参照图1)的方向的姿势设置。
这里，将俯视时沿着圆弧形的外周面20a的方向称为周方向。
在引导槽21的底部沿引导槽21形成有使沿引导槽21布线的光纤裸线3浮起的流体(空气等)的排出口22。排出口22遍及引导槽21的全长地形成。
排出口22的一端22a达到引导槽21的一端21a，另一端22b达到另一端21b。
如图2所示，方向变换器201被构成为能够将方向变换器201所确保的内部空间(流体积存部25)内的流体(例如空气)通过排出口22而释放到引导槽21内。
方向变换器201能够构成为将流体从外部导入到流体积存部25，并通过排出口22释放到引导槽21内。
如图3所示，优选在方向变换器201形成有供将流体从外部导入流体积存部25的导入路26连接的导入部27。导入部27例如是流体的导入口。
如图2所示，优选引导槽21以越朝向径向外侧，内侧面21c、21c的间隔(Y方向尺寸)越逐渐变大的方式相对于径向R倾斜地形成。优选2个内侧面21c、21c的相对于径向R的倾斜角度θ相互相等。
在图3所示的方向变换器201中，通过光纤裸线3从四分之一圆形的引导槽21的一端21a进入，并从另一端21b伸出而完成90°的方向变换。光纤裸线3进线的进线部23是包括引导槽21的一端21a的部分，光纤裸线3出线的出线部24是包括引导槽21的另一端21b的部分。
图4所示的方向变换器202是方向变换器201的变形例，俯视时为四分之三圆形。以下，对与已出现过的构成相同的构成标注相同的附图标记并省略其说明。
方向变换器202为在与图3所示的方向变换器201相同的构造的主体部29a的进线侧以及出线侧分别连续设置有与主体部29a相同的构造的辅助部29b、29c的构造。对于方向变换器202而言，光纤裸线3从进线部23’进入主体部29a的引导槽21，在主体部29a中方向变换了90°之后，通过出线部24’出线，所以基本功能与方向变换器201相同。
因为方向变换器201、202能够对光纤裸线3的方向进行90°变换，所以能够作为图1所示的方向变换器20A、20B使用。
如图1所示，位置检测部50设置于第二方向变换器20B的拉丝方向的下游侧，检测第三路径L3的光纤裸线3的位置。作为位置检测部50，例如能够使用激光方式(光学式)的位置传感器。激光方式的位置传感器例如能够由与光源对置设置的检测器接受从光源(激光源)朝向光纤裸线3照射的光，并基于该光检测光纤裸线3的位置。
若第二方向变换器20B中的光纤裸线3的浮起量增减，则第三路径L3的光纤裸线3的X方向的位置发生变化。因此，位置检测部50能够基于光纤裸线3的位置信息，检测第二方向变换器20B中的光纤裸线3的浮起量。
位置检测部50基于与光纤裸线3的位置有关的信息(光纤裸线3的位置的检测结果)将位置信号(检测信号)输出到控制部60。
外径测定部51设置于位置检测部50的拉丝方向的下游侧，能够测定光纤裸线3的外径。优选外径测定部51能够不与光纤裸线3接触地测定覆盖层的外径。
作为外径测定部51，例如能够使用具备光源和检测器的光学式的测定装置。测定装置例如通过从设置于光纤裸线3的侧方位置的光源(激光源等)照射光，由与上述光源对置设置的检测器接受前方散射光，并解析所检测到的图案或者强度来测定光纤裸线3。
外径测定部51能够设置于位置检测部50与涂层部30之间。
外径测定部51基于上述外径的测定值将外径信号(测定信号)输出到控制部60。
此外，外径测定部51的设置位置只要是能够测定光纤裸线3的外径的位置，就不特别限定。外径测定部51例如也可以位于加热炉11与涂层部30之间的任意位置。
流量调整器70能够调整流体向方向变换器20A、20B的导入流量。流量调整器70能够设置在例如流体向方向变换器20A、20B的导入路(例如图3所示的导入路26)中。作为流量调整器70，能够使用质流控制器(MFC)等。
在图1所示的制造装置1中使用了2个流量调整器70。2个流量调整器70中，将调整被导入第一方向变换器20A的流体的流量的流量调整器70称为第一流量调整器70A，将调整被导入第二方向变换器20B的流体的流量的流量调整器70称为第二流量调整器70B。
控制部60基于来自位置检测部50的位置信号、以及来自外径测定部51的外径信号，向流量调整器70A、70B输出控制信号，流量调整器70A、70B基于控制信号控制向方向变换器20A、20B的流体的导入流量，从而能够调节方向变换器20A、20B中的光纤裸线3的浮起量。
涂层部30通过对光纤裸线3的外周涂敷(coating)聚氨酯丙烯酸酯系的树脂等覆盖材料作为覆盖层而得到光纤线材中间体4。
树脂涂层例如是双层涂层，在内侧涂敷杨氏模量较低的一次覆盖层用的材料，在外侧涂敷杨氏模量较高的二次覆盖层用的材料。所使用的材料例如是紫外线固化树脂。
涂层部30既可以是分别涂敷一次覆盖层和二次覆盖层的构成，也可以是同时涂敷一次覆盖层和二次覆盖层的构成。
固化部40具备一个或者多个UV灯40a，使光纤线材中间体4的覆盖层固化而形成光纤线材5。固化部40例如具有隔着光纤线材中间体4通过的空间设置的多对UV灯40a。
带轮80能够对光纤线材5的方向进行变换。
牵引部90例如是牵引绞盘，这里，拉丝速度被确定。拉丝速度例如是1500m/min以上。
卷绕单元100例如是卷绕光纤线材5的卷绕筒管。
接下来，以使用制造装置1的情况为例，对本发明的光纤线材的制造方法的一实施方式进行说明。
(纺丝工序)
如图1所示，在纺丝部10中，加热光纤母材2来进行熔融纺丝而形成光纤裸线3。
光纤母材2的外径例如是100mm以上，由一个光纤母材2制成的光纤线材5的长度例如是数千km。
(方向变换器所进行的方向变换)
从光纤母材2铅垂向下(第一路径L1)地拉出的光纤裸线3通过第一方向变换器20A中的90°的方向变换而朝向水平(第二路径L2)。
光纤裸线3通过第二方向变换器20B中的90°的方向变换成为铅垂向下(第三路径L3)。
如图2所示，在方向变换器20A、20B中，将流体积存部25内的流体(例如空气)通过排出口22释放到引导槽21内，从而能够使光纤裸线3浮起。详细而言，通过释放出的空气，使得引导槽21的深部21d与浅部21e的压力差变大，所以径向外侧的力作用于光纤裸线3，从而光纤裸线3浮起。
通过方向变换器20A、20B，能够不与光纤裸线3接触地使光纤裸线3方向变换。方向变换器20A、20B与接触式的方向变换器(例如带轮)不同，几乎不产生阻力(例如带轮的旋转阻力)。
通过利用方向变换器20A、20B对光纤裸线3的方向进行变换，能够不增加***整体的高度，就确保用于充分地冷却光纤裸线的距离，提高生产性。
光纤裸线3的浮起量由从排出口22排出到引导槽21内的流体的流速、施加于光纤裸线3的拉丝张力、以及光纤裸线3的外径的平衡决定。
例如，在拉丝张力恒定的情况下，流体的流速越快光纤裸线3的浮起量越大，流体的流速越慢光纤裸线3的浮起量越小。在流体的流速恒定的情况下，拉丝张力越高光纤裸线3的浮起量越小，拉丝张力越低光纤裸线3的浮起量越大。
在拉丝张力恒定，并且流体的流速也恒定的情况下，光纤裸线3的外径越大浮起量越大，光纤裸线3的外径越小浮起量越小。
如图1所示，在本实施方式的制造方法中，如以下详述那样，基于来自位置检测部50的光纤裸线3的位置信息、来自外径测定部51的与光纤裸线3的外径有关的信息，控制方向变换器20A、20B中的流体的导入流量。
上述控制方法利用由于第二方向变换器20B中的光纤裸线3的浮起量增减使得第三路径L3的光纤裸线3的X方向上的位置变化的特性。
位置检测部50基于第三路径L3中的光纤裸线3的位置信息将位置信号输出到控制部60。位置信号是与第二方向变换器20B中的引导槽21内的光纤裸线3的X方向上的位置对应的信号。
控制部60基于来自位置检测部50的位置信号，将控制信号输出到流量调整器70A、70B，流量调整器70A、70B基于控制信号控制流体向方向变换器20A、20B的导入流量。由此，调节在方向变换器20A、20B中从排出口22释放到引导槽21的流体的流速，调整方向变换器20A、20B中的光纤裸线3的浮起量。
例如，若由于拉丝张力变高使得光纤裸线3的浮起量变小，从而第三路径L3的光纤裸线3向方向变换器20B的引导槽21的深度方向位移，则控制部60增大流体向方向变换器20A、20B的导入流量。由此，在方向变换器20A、20B中，从排出口22释放到引导槽21的流体的流速变高，光纤裸线3的浮起量恢复。
另一方面，若由于拉丝张力变低使得光纤裸线3的浮起量变大，从而第三路径L3的光纤裸线3向与方向变换器20B的引导槽21的深度方向相反的方向位移，则控制部60减小流体向方向变换器20A、20B的导入流量。由此，在方向变换器20A、20B中从排出口22释放到引导槽21的流体的流速变低，抑制了光纤裸线3的浮起量。
在本实施方式中，基于与光纤裸线3的外径有关的信息对流体向方向变换器20A、20B的导入流量进行微调，从而能够使光纤裸线3的浮起量最佳化。详细内容如下。
外径测定部51测定第三路径L3中的光纤裸线3的外径，基于测定值将外径信号输出到控制部60。
在控制部60中，基于外径信号决定方向变换器20A、20B中的光纤裸线3的目标浮起位置。
光纤裸线3的目标浮起位置例如能够如以下那样决定。
如图2所示，在方向变换器20A、20B中，将相对于径向R的内侧面21c、21c的倾斜角度设为θ[°]。将光纤裸线3的外径设为D[mm]。将作为基准的光纤裸线3(以下，称为基准光纤裸线3)的外径设为D0[mm]。外径D0例如是0.125[mm]。
用于使光纤裸线3与引导槽21的内侧面21c的间隙恒定的(距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的)光纤裸线3的最佳浮起位置的相对偏差量Δr[mm](径向R的距离)能够通过以下的公式(1)计算出。
【数式5】
△r：距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]
θ：引导槽的内侧面的倾斜角度[°]
D：光纤裸线的外径[mm]
D0：基准光纤裸线的外径[mm]
相对偏差量Δr表示距离基准位置(基准光纤裸线3的最佳浮起位置)的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]。上述的目标浮起位置能够基于相对偏差量Δr决定。例如，能够将从基准位置(向径向R外侧)偏离Δr的位置作为目标浮起位置。
最佳浮起位置将可靠地避免光纤裸线3与引导槽21的内侧面21c接触等作为指标而被决定。最佳浮起位置能够通过例如光纤线材的制造试验等实验性地求出。
实际上，在增速工序(在光纤线材的制造过程中，拉丝速度达到稳定之前的阶段)中，有时由于各种因素产生浮起量的调整的延迟。所谓上述因素例如存在针对光纤裸线3的外径变化的响应的延迟(滞后现象)、由方向变换器20A、20B与外径测定部51的分离距离引起的延迟等。
因此，上述的目标浮起位置也可以通过以下的公式(2)计算出。
【数式6】
△r：距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]
θ：引导槽的内侧面的倾斜角度[°]
D：光纤裸线的外径[mm]
D0：基准光纤裸线的外径[mm]
α：偏移量[mm]
α是径向R的偏移量，能够根据上述的浮起量的调整的延迟的因素决定。具体而言，若增大α则浮起量过大而稳定性降低，所以考虑浮起量的稳定性，而优选为0mm＜α≤1mm左右。
通过采用公式(2)，在拉丝速度达到稳定之前的阶段中，即使在产生浮起量的调整的延迟的情况下，也能够可靠地防止光纤裸线3与引导槽21的内侧面21c接触。
在拉丝速度以及光纤裸线3的外径达到稳定之后，能够使偏移量α为零(即，采用公式(1))来控制流体的导入流量。
在控制部60中，比较通过来自位置检测部50的位置信号得到的光纤裸线3的位置信息和目标浮起位置，对流体向方向变换器20A、20B的导入流量进行微调以便减小光纤裸线3的位置与目标浮起位置的偏差。
例如，在由于光纤裸线3的外径变小，使得光纤裸线3的浮起量变得比与其外径对应的目标浮起位置处的浮起量小的情况下，控制部60通过流量调整器70A、70B使流体向方向变换器20A、20B的导入流量增加。由此，提高从排出口22释放到引导槽21的流体的流速，防止光纤裸线3的浮起量不足。
另一方面，在由于光纤裸线3的外径变大，使得光纤裸线3的浮起量变得比与其外径对应的目标浮起位置处的浮起量大的情况下，控制部60通过流量调整器70A、70B使流体向方向变换器20A、20B的导入流量减少。由此，降低从排出口22释放到引导槽21的流体的流速，抑制光纤裸线3的浮起量。
在光纤线材5的制造的初始阶段中，拉丝速度较慢，光纤裸线3的外径容易增减，但拉丝速度加快，达到稳定并且光纤裸线3的外径的增减变少。
在增速工序中，光纤裸线3的外径容易增减，所以光纤裸线3的浮起量也容易增减。另外，在拉丝速度达到稳定之后，也存在受到光纤母材内部的残留气泡、混入的异物等缺陷部的影响使得光纤裸线3的外径变动的可能性。
在本实施方式的制造方法中，能够避免由于以光纤裸线3的外径的变动为原因的浮起量的不足使得光纤裸线3与引导槽21的内侧面21c接触的情况。
另外，若由于光纤裸线3的外径的变动而光纤裸线3的浮起量过大，则浮起状态会不稳定，但能够通过使光纤裸线3的浮起量最佳化而使浮起状态稳定化，防止光纤裸线3与引导槽21的内侧面21c接触。
作为控制方法，优选PID控制等反馈控制。由此，能够高响应性地进行流体的流量的控制。
(涂层工序)
在涂层部30中，通过对光纤裸线3的外周涂敷(coating)聚氨酯丙烯酸酯系的树脂等覆盖材料作为覆盖层而得到光纤线材中间体4。
(固化工序)
在固化部40中，通过UV灯40a的照射等，使光纤线材中间体4的覆盖层固化而得到光纤线材5。
光纤线材5通过带轮80而改变方向，被牵引部90牵引，被卷绕单元100卷绕。
如上所述，在增速工序(拉丝速度达到稳定之前的低拉丝速度的阶段)中，光纤裸线3的外径容易增减。另外，在拉丝速度达到稳定之后，也存在光纤裸线3的外径变动的可能性。
在本实施方式的制造方法中，基于方向变换器20B中的光纤裸线3的位置以及外径来控制流体向方向变换器20A、20B的导入流量。因此，能够调节在方向变换器20A、20B中从排出口22释放到引导槽21的流体的流速，使光纤裸线3的浮起量最佳化。
因此，能够避免由于以光纤裸线3的外径的变动为原因的浮起量的不足使得光纤裸线3与引导槽21的内侧面21c接触的情况。
另外，若由于光纤裸线3的外径的变动而光纤裸线3的浮起量过大，则浮起状态会不稳定。但能够通过使光纤裸线3的浮起量最佳化而使浮起状态稳定化，防止光纤裸线3与引导槽21的内侧面21c接触。
因此，通过方向变换器20A、20B光纤裸线3不会受到损伤，制造装置1的工作效率变高，生产性提高，所以能够实现制造成本的削减。另外，能够以良好的成品率制造光纤线材5。
并且，在拉丝速度达到稳定之后，方向变换器20A、20B中的光纤裸线3的浮起位置稳定，所以光纤裸线3对涂层部30的进线位置恒定。因此，能够防止涂敷的厚度不均，制造稳定的品质的光纤线材5。
实施例
实施例1
准备了图1所示的制造装置1。使用了图3所示的方向变换器201作为方向变换器20A、20B。
如图2所示，引导槽21的内侧面21c的相对于径向R的倾斜角度θ为0.5°。引导槽21的底的宽度为50μm。
使用空气作为被导入方向变换器20A、20B的流体。
预备试验的结果为，针对方向变换器20A、20B使空气的导入流量分别为100L/min的情况下的光纤裸线3(外径125μm)的浮起旋转半径约为62.5mm。确认了在上述条件下与其他的条件的情况相比浮起位置稳定，所以使该位置为外径125μm的光纤裸线3中的最佳浮起位置。
第一方向变换器20A设置在光纤裸线3的温度约为1000℃的位置。第二方向变换器20B设置于从第一方向变换器20A起沿拉丝方向的下游侧离开1m的位置。
在纺丝部10中对光纤母材2进行熔融纺丝而得到光纤裸线3(外径125μm)。
利用第一方向变换器20A将从光纤母材2铅垂向下(第一路径L1)地拉出的光纤裸线3方向变换为水平(第二路径L2)，接下来，利用第二方向变换器20B方向变换为铅垂向下(第三路径L3)。
在涂层部30中，对光纤裸线3实施紫外线固化树脂的涂敷，在固化部40中通过UV灯40a照射紫外线使覆盖层固化而得到光纤线材5。
光纤线材5经由带轮80、牵引部90由卷绕单元100卷绕。
基于由位置检测部50得到的光纤裸线3的位置信息将位置信号输出到控制部60，并且基于由外径测定部51得到的光纤裸线3的外径的测定值将外径信号输出到控制部60。
通过将控制信号从控制部60输出到流量调整器70A、70B，来控制流体向方向变换器20A、20B的导入流量，调整从排出口22释放到引导槽21的流体的流速。作为控制方法，采用了PID控制。
详细而言，将外径是125μm时的光纤裸线3的浮起旋转半径62.5mm作为中心值，若浮起旋转半径变得比中心值小，则增大流体向方向变换器20A、20B的导入流量，若浮起旋转半径变得比中心值大，则减小流体向方向变换器20A、20B的导入流量。
此时，根据外径信号使用上述的公式(1)来计算出目标浮起位置。根据目标浮起位置与外径是125μm时的光纤裸线3的浮起旋转半径的中心值的偏差，通过流量调整器70A、70B使流体向方向变换器20A、20B的导入流量增减。
即，在光纤裸线3的外径大于125μm的情况下，使用上述的公式(1)而得到的目标浮起位置变得比外径是125μm时的光纤裸线3的浮起旋转半径的中心值大，但当前的浮起位置是外径125μm时的光纤裸线3的浮起旋转半径的中心值的情况下，上述偏差为负，使流体向方向变换器20A、20B的导入流量增加。
在光纤裸线3的外径小于125μm的情况下，使用上述的公式(1)得到的目标浮起位置变得比外径是125μm时的光纤裸线3的浮起旋转半径的中心值小，但当前的浮起位置是外径125μm时的光纤裸线3的浮起旋转半径的中心值的情况下，上述偏差为正，使流体向方向变换器20A、20B的导入流量减少。
此外，目标浮起位置能够由方向变换器20A、20B中的径向的位置(半径)表示。
利用上述制造方法使用10根光纤母材2制造了合计10000km的光纤线材5。因为对于10根光纤母材2分别有增速工序(拉丝速度达到稳定之前的低拉丝速度的阶段)，所以有合计10次的增速工序。
在光纤线材5的制造开始时，光纤裸线3的外径是135μm，光纤线材5的线速是1m/秒，拉丝张力是50gf。在拉丝速度达到稳定的阶段中，光纤线材5的线速(拉丝速度)是30m/秒±1m/秒，拉丝张力是150gf±25gf。
方向变换器20A、20B中的光纤裸线3的浮起旋转半径没有较大的变动，光纤裸线3的浮起稳定。
利用本制造方法制造光纤线材5，并进行了验证试验。其结果为，确认了通过方向变换器20A、20B光纤裸线3不会受到损伤，能够以良好的成品率制造光纤线材5。
实施例2
除了代替公式(1)使用公式(2)计算增速工序中的上述的目标浮起位置以外，与实施例1相同地制造了光纤线材5。公式(2)中的α为0.5[mm]。该值(0.5[mm])作为确保浮起量的稳定性，并且浮起稳定性不降低，而且对于控制延迟(前述的响应的延迟等)具有充分的余量的值，由预备试验决定。
在拉丝速度以及光纤外径达到稳定之后，使用由公式(1)计算出的目标浮起位置来进行控制。
进行了验证试验的结果为，确认了通过方向变换器20A、20B光纤裸线3不会受到损伤，能够以良好的成品率制造光纤线材5。
比较例1
除了不具备位置检测部50以及外径测定部51以外，使用与实施例1所使用的制造装置相同的制造装置来制造光纤线材5。
空气的导入流量对于方向变换器20A、20B分别为恒定值(100L/min)。
其他的条件与实施例1相同。
因为对于10根光纤母材2，分别存在拉丝速度达到稳定之前的低拉丝速度的阶段，所以存在合计10次的低拉丝速度的阶段。在其中的7次中，产生了光纤裸线3的断线。
另外，在拉丝速度达到稳定的阶段中，光纤线材5的线速(拉丝速度)是30m/秒±1m/秒，拉丝张力是150gf±25gf。在拉丝张力变动时，可以看到光纤裸线3的浮起量的变动。
验证试验的结果为，产生了光纤裸线3与引导槽的内侧面接触被认为原因的断线，所以不能说制造成品率良好。
以上，对本发明的光纤线材的制造方法以及制造装置进行了说明，但本发明并不局限于上述的例子，在不脱离发明的主旨的范围内能够适当地变更。
例如，本发明的光纤线材的制造方法所使用的方向变换器的数量能够为一个或者多个。在图1所示的制造装置1中使用了2个方向变换器20，但方向变换器20的数量既可以是1个，也可以是3个以上的任意的数量。
在有多个方向变换器的情况下，光纤裸线的位置的检测在多个方向变换器中的至少一个中进行。光纤裸线的位置的检测既可以对多个方向变换器的所有方向变换器进行，也可以对多个方向变换器中的一部分的方向变换器进行。
优选流体的导入流量的控制对多个方向变换器的所有方向变换器进行，但也可以对多个方向变换器中的一部分的方向变换器进行。优选流体的导入流量的控制至少对于最下游侧的方向变换器进行。
在上述实施方式中，作为基于光纤裸线的位置以及外径的测定值来控制流体的导入流量的方法，采用了控制导入流量以便减小目标浮起位置与光纤裸线的位置的偏差的方法，但本发明所能够采用的控制方法并不局限于上述实施方式的方法。
例如，能够采用一边考虑目标浮起位置与光纤裸线的位置的偏差，一边修正流体的导入流量以便使光纤裸线的位置信号的偏差(标准偏差)变小的方法。另外，也能够采用一边考虑目标浮起位置与光纤裸线的位置的偏差，一边修正流体的导入流量以便使光纤裸线的外径的偏差(标准偏差)变小的方法。另外，也能够采用一边考虑目标浮起位置与光纤裸线的位置的偏差，一边修正流体的导入流量以便使从光纤裸线的位置信号的偏差减去了光纤裸线的外径信号的偏差而得到的值变小的方法。
虽然在上述对本发明的优选的实施方式进行了说明，但应该理解的是，这些实施方式是本发明的例示的实施方式，不应该考虑为进行限定的内容。能够不从本发明的范围脱离地进行追加、省略、置换、以及其他的变更。因此，本发明不应该视为被上述的说明限定，而是被权利要求书所限制。

Claims (9)

1.一种光纤线材的制造方法，
对光纤母材进行熔融纺丝而形成光纤裸线，
在上述光纤裸线的外周设置涂敷由树脂构成的覆盖层，
使上述覆盖层固化而形成光纤线材，
在从上述光纤裸线的形成到上述涂敷为止的任意位置处，通过一个或者多个方向变换器对上述光纤裸线的方向进行变换，
上述方向变换器具有对上述光纤裸线进行引导的引导槽和供流体从外部导入的内部空间，
在上述引导槽内形成有通过使上述内部空间的上述流体排出而使上述引导槽内的上述光纤裸线浮起的排出口，
检测至少一个上述方向变换器中的上述光纤裸线的位置，并且测定上述光纤裸线的外径，基于上述光纤裸线的外径的测定值，决定上述方向变换器中的目标浮起位置，比较上述目标浮起位置和上述光纤裸线的位置的检测结果，控制上述流体向上述方向变换器的导入流量以便减小偏差。
2.根据权利要求1所述的光纤线材的制造方法，其中，
控制上述流体向上述多个方向变换器中的所有方向变换器的导入流量，以便减小上述多个方向变换器中的至少一个方向变换器中的上述光纤裸线的位置的检测结果与上述目标浮起位置的偏差。
3.根据权利要求1或者2所述的光纤线材的制造方法，其中，
基于由公式(1)得到的光纤裸线的最佳浮起位置的相对偏差量决定上述目标浮起位置，
【数式1】
△r：距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]
θ：引导槽的内侧面的倾斜角度[°]
D：光纤裸线的外径[mm]
D0：基准光纤裸线的外径[mm]。
4.根据权利要求1或者2所述的光纤线材的制造方法，其中，
在上述光纤线材的拉丝速度达到稳定之前的阶段中，基于由公式(2)得到的光纤裸线的最佳浮起位置的相对偏差量来决定上述目标浮起位置，
【数式2】
△r：距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]
θ：引导槽的内侧面的倾斜角度[°]
D：光纤裸线的外径[mm]
D0：基准光纤裸线的外径[mm]
α：偏移量[mm]。
5.一种控制装置，被用于光纤线材的制造装置，该光纤线材的制造装置具备：对光纤母材进行熔融纺丝而形成光纤裸线的纺丝部；在上述光纤裸线的外周设置由树脂构成的覆盖层的涂层部；以及使上述覆盖层固化的固化部，所述控制装置具备：
一个或者多个方向变换器，在从上述纺丝部到上述涂层部为止的任意位置处对上述光纤裸线的方向进行变换；
位置检测部，检测上述方向变换器中的上述光纤裸线的位置；
外径测定部，测定上述光纤裸线的外径；以及
控制部，基于由上述位置检测部测定到的上述光纤裸线的位置以及由上述外径测定部测定到的光纤裸线的外径，控制流体向上述方向变换器的导入流量，
上述方向变换器具有对上述光纤裸线进行引导的引导槽和供流体从外部导入的内部空间，
在上述引导槽内形成有通过使上述内部空间的上述流体排出而使上述引导槽内的上述光纤裸线浮起的排出口，
上述控制部检测至少一个上述方向变换器中的上述光纤裸线的位置，并且测定上述光纤裸线的外径，基于上述光纤裸线的外径的测定值，决定上述方向变换器中的目标浮起位置，比较上述目标浮起位置和上述光纤裸线的位置的检测结果，控制上述流体向上述方向变换器的导入流量以便减小偏差。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其中，
上述控制部控制上述流体向上述多个方向变换器中的所有方向变换器的导入流量，以便减小上述多个方向变换器中的至少一个方向变换器中的上述光纤裸线的位置的检测结果与上述目标浮起位置的偏差。
7.根据权利要求5或者6所述的控制装置，其中，
上述控制部基于由公式(1)得到的光纤裸线的最佳浮起位置的相对偏差量决定上述目标浮起位置，
【数式3】
△r：距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]
θ：引导槽的内侧面的倾斜角度[°]
D：光纤裸线的外径[mm]
D0：基准光纤裸线的外径[mm]。
8.根据权利要求5或者6所述的控制装置，其中，
在上述光纤线材的拉丝速度达到稳定之前的阶段中，上述控制部基于由公式(2)得到的光纤裸线的最佳浮起位置的相对偏差量来决定上述目标浮起位置，
【数式4】
△r：距离基准光纤裸线的最佳浮起位置的最佳浮起位置的相对偏差量[mm]
θ：引导槽的内侧面的倾斜角度[°]
D：光纤裸线的外径[mm]
D0：基准光纤裸线的外径[mm]
α：偏移量[mm]。
9.一种光纤线材的制造装置，具备：
权利要求5～8中的任意一项所述的控制装置；对上述光纤母材进行熔融纺丝而形成上述光纤裸线的上述纺丝部；在上述光纤裸线的外周设置由树脂构成的上述覆盖层的上述涂层部；以及使上述覆盖层固化的上述固化部。
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