JP6513147B2 - Manufacturing method and cap - Google Patents
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
本発明は、母材から光ファイバ裸線を製造する製造方法、及び、その製造方法において母材とともに用いるキャップに関する。 The present invention relates to a manufacturing method for manufacturing an optical fiber bare wire from a base material, and a cap used together with the base material in the manufacturing method.
光ファイバ裸線は、その原料となる柱状の母材の一方の端部を線引き炉の炉心管の内部に差し込み、その一方の端部を加熱溶融させながら線引きすることによって製造される。 The bare optical fiber is manufactured by inserting one end of a columnar base material which is the raw material thereof into the core tube of a drawing furnace and drawing the one end while heating and melting the one end.
特許文献１の図１には、炉心管と、ヒータと、炉の筐体と、第１のシール部と、第２のシール部と、２つのガス供給口とを備えた光ファイバ線引き装置が記載されている。この光ファイバ線引き装置では、特許文献１の図１に示すように、その原料として連結部材などでダミー棒と連結したガラス母材を用いる。また、ダミー棒の外側には当該ダミー棒を取り囲むスリーブ部材が配置されている。
In FIG. 1 of
特許文献１に記載されたこれらの光ファイバ線引き装置、ガラス母材、ダミー棒、及びスリーブ部材の各々は、それぞれ、本願明細書に記載の線引き炉、母材、ハンドル、及びキャップに読み替えることができる。以下では、本願明細書の記載に読み替えた表現を用いて説明する。
Each of the optical fiber drawing apparatus, the glass base material, the dummy rod, and the sleeve member described in
特許文献１に記載の技術において、炉心管は、その管軸が鉛直方向に沿うように配置されている。上述した母材は、ハンドルの上端部を吊り支持装置（図１には図示が省略されている）で把持することによって、その中心軸が鉛直方向に沿うように支持されている。ハンドルの上端部を把持する把持部の高さを、吊り支持装置が鉛直方向下向きに下げることによって、吊り下げられている母材が鉛直方向下向きに移動する。これにより、母材の下端部は、炉心管の上方から炉心管の内部に移動し、ヒータにより加熱溶融される。加熱溶融された母材の下端部から重力により垂れ下がるガラス材料を巻き取ることによって、線引きされた光ファイバ裸線が得られる。
In the technology described in
本願明細書において、母材の下端部を加熱融解させることによって光ファイバ裸線を得ることを、光ファイバ裸線を線引きすると表現する。なお、光ファイバ裸線を線引きすることによって母材の体積は、徐々に減少する。したがって、光ファイバ裸線の線引きは、母材の位置を鉛直方向下向きに徐々に移動させながら実施される。 In the specification of the present application, obtaining a bare optical fiber by heating and melting the lower end portion of the base material is expressed as drawing a bare optical fiber. In addition, the volume of a base material reduces gradually by drawing an optical fiber bare wire. Therefore, the drawing of the bare optical fiber is performed while gradually moving the position of the base material downward in the vertical direction.
ところで、母材を加熱溶融させるため必要とされる温度は、母材の組成によって異なるものの非常に高温（例えば２０００℃程度）である。そのため、母材を収容する炉心管は、その高温に耐えることができる材料（例えばグラファイト（炭素））により構成されている。グラファイトは、酸素などの活性ガスが存在しない場合には上述したような高温に耐えることができる。その一方で、酸素などの活性ガスが存在する場合には酸化などの反応が進んでしまうため、著しく劣化する。このような劣化を防ぐために、炉心管の内部や、第１のシール部と第２のシール部との間に位置する空間などにはヘリウムやアルゴンなどの不活性ガスが供給されている。特許文献１に記載した技術では、第１のシール部に設けられたガス供給口から炉心管の内部に不活性ガスを供給し、第２のシール部の各々に設けられたガス供給口から第１のシール部と第２のシール部との間に位置する空間などに不活性ガスを供給する。
By the way, although the temperature required for heating and melting the base material varies depending on the composition of the base material, it is very high temperature (for example, about 2000 ° C.). Therefore, the core tube containing the base material is made of a material (for example, graphite (carbon)) that can withstand the high temperature. Graphite can withstand high temperatures as described above in the absence of an active gas such as oxygen. On the other hand, in the presence of an active gas such as oxygen, the reaction such as oxidation progresses, and the deterioration is remarkable. In order to prevent such deterioration, an inert gas such as helium or argon is supplied to the inside of the core tube, the space located between the first seal portion and the second seal portion, and the like. In the technique described in
そのうえで、特許文献１に記載した技術では、線引き炉の外部に存在する大気が炉心管の内部に流入することを防止するために、第１のシール部と第２のシール部とを備えている。この構成によれば、第１のシール部の高さに母材の縮径部が位置する場合（第１のシール部がシール作用を発揮しない場合）においても、第２のシール部の高さにスリーブが位置するので第２のシール部がシール作用を発揮する。
In addition, in the technique described in
しかしながら、特許文献１に記載した技術では、スリーブ部材の下端部が第２のシール部の高さと一致したときに、第２のシール部がシール作用を発揮するため、第１のシール部と第２のシール部との間に位置する空間の圧力が急激に上昇する。その結果、第１のシール部と第２のシール部との間に位置する空間から炉心管の内部へ不活性ガスが急激に流入し、炉心管の内部の圧力も急激に上昇する。
However, in the technique described in
炉心管の内部における不活性ガスの圧力が急激に変動した場合、母材の近傍を取り巻く不活性ガスの量が急激に変動するため、加熱溶融された母材の下端部、及び、当該下端部からガラス材料が垂れ下がった光ファイバ裸線の近傍を取り巻く不活性ガスの温度が急激に変動する。その結果として、光ファイバ裸線の直径が変動するため、所望の直径公差に含まれる光ファイバ裸線が一時的に得られなくなる。 When the pressure of the inert gas inside the core tube changes rapidly, the amount of the inert gas surrounding the vicinity of the base material changes rapidly, so the lower end portion of the heat-melted base material and the lower end portion The temperature of the inert gas surrounding the vicinity of the bare optical fiber where the glass material hangs down fluctuates rapidly. As a result, since the diameter of the bare optical fiber fluctuates, the bare optical fiber included in the desired diameter tolerance can not be obtained temporarily.
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、線引き炉を用いて母材から光ファイバ裸線を製造する製造方法において、炉心管内の圧力において生じ得る急激な変動を抑制することである。また、このような製造方法において利用可能なキャップを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to suppress a rapid fluctuation that may occur in pressure in a core tube in a manufacturing method of manufacturing an optical fiber bare wire from a base material using a wire drawing furnace. It is to be. Another object of the present invention is to provide a cap that can be used in such a manufacturing method.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る製造方法は、柱状の母材と、前記母材の上端面に対して前記母材の中心軸に沿って接合され、その外径が前記母材より細いハンドルと、当該ハンドルを取り囲み、その下端面が前記母材の前記上端面に接触する筒状のキャップとを組み合わせた母材アッシーと、その管軸が鉛直方向に沿い、上方から差し込まれる前記母材の前記下端部を収容可能な炉心管と、前記炉心管の内部に不活性ガスを供給する第１ガス供給口と、前記炉心管の上方に配置され、第１シール素子を含む第１シール部と、前記第１シール部の上方に配置され、第２シール素子を含む第２シール部と、前記第１シール素子と前記第２シール素子との間に位置する空間に不活性ガスを供給する第２ガス供給口と、を備えた線引き炉と、を用いて光ファイバ裸線を製造する製造方法であって、前記キャップは、前記下端面におけるその外径が前記第２シール部の最小有効径を下回り、当該下端面から遠ざかるにしたがってその外径が拡大し、その最大径が前記最小有効径を上回る縮径部を含み、前記第１シール素子と前記母材とが接触した状態のまま光ファイバ裸線を線引きする第１の線引き工程と、離間していた前記第２シール素子と前記縮径部とが接触するまで光ファイバ裸線を線引きする第２の線引き工程と、前記第２シール素子と前記縮径部とが接触した状態のまま光ファイバ裸線を線引きする第３の線引き工程とを含む。 In order to solve the above-mentioned subject, the manufacturing method concerning one mode of the present invention is joined along the central axis of the base material to the pillar-shaped base material, and the upper end face of the base material, and the outside diameter A base material assembly including a handle thinner than the base material and a cylindrical cap surrounding the handle and a lower end surface of the handle being in contact with the upper end surface of the base material; A core tube capable of containing the lower end portion of the base material inserted from above, a first gas supply port for supplying an inert gas to the inside of the core tube, and a first seal disposed above the core tube A first seal portion including an element, a second seal portion disposed above the first seal portion and including a second seal element, and a space positioned between the first seal element and the second seal element A second gas supply port for supplying an inert gas to the And wherein the outer diameter of the lower end surface of the cap is less than the minimum effective diameter of the second seal portion and the cap is separated from the lower end surface. Therefore, the first outer diameter is expanded, the reduced diameter portion whose largest diameter exceeds the minimum effective diameter, and the first optical fiber is drawn while the first seal element and the base material are in contact with each other. A step of drawing, a second step of drawing an optical fiber bare wire until the second seal element and the reduced diameter portion are in contact with each other, and a contact of the second seal element and the reduced diameter portion And a third drawing step of drawing an optical fiber bare wire as it is.
上記の構成によれば、第２の線引き工程において、前記第２シール部のシール作用が徐々に高まる。そのため、前記第１シール素子と前記第２シール素子との間に位置する空間の内部の圧力が急激に上昇することを防止することができる。したがって、前記炉心管の内部の圧力が急激に上昇することも防止することができるため、前記炉心管の内部の圧力変動に起因する光ファイバ裸線の直径の変動を防止することができる。 According to the above configuration, in the second wire drawing step, the sealing action of the second seal portion is gradually increased. Therefore, it is possible to prevent the pressure in the space located between the first seal element and the second seal element from rising rapidly. Therefore, since it is possible to prevent the pressure inside the core tube from rising rapidly, it is possible to prevent the variation of the diameter of the bare optical fiber wire caused by the pressure variation inside the core tube.
また、本発明の一態様に係る製造方法において、前記キャップは、当該キャップの上端面を含み、その外径が前記最小有効径を上回り、当該外径がおよそ一定である同径部を更に含み、前記第２シール素子と前記同径部とが接触した状態のまま、光ファイバ裸線を線引きする第４の線引き工程とを更に含む、ことが好ましい。 In the manufacturing method according to one aspect of the present invention, the cap further includes an equal diameter portion including the upper end face of the cap, the outer diameter exceeding the minimum effective diameter, and the outer diameter being approximately constant. It is preferable that the method further includes a fourth drawing step of drawing a bare optical fiber while the second seal element and the same diameter portion are in contact with each other.
このように構成された前記キャップは、当該キャップの下端面を含む縮径部と、当該キャップの上端面を含む同径部とを含む。上記の構成によれば、前記キャップの全長に依存することなく、前記縮径部の長さを任意に設定することができる。したがって、前記第２の線引き工程が終了するタイミング、換言すれば前記第２シール部がシール作用を十分に発揮するタイミングを設定するときの自由度を高めることができる。 The cap configured in this manner includes a reduced diameter portion including the lower end surface of the cap and an equal diameter portion including the upper end surface of the cap. According to said structure, the length of the said diameter reduction part can be set arbitrarily, without depending on the full length of the said cap. Therefore, it is possible to increase the degree of freedom when setting the timing at which the second wire drawing process ends, in other words, the timing at which the second seal portion sufficiently exerts the sealing function.
また、本発明の一態様に係る製造方法において、前記第２の線引き工程は、前記第１シール素子と前記母材とが接触した状態のまま、離間していた前記第２シール素子と前記縮径部とが接触するまで光ファイバ裸線を線引きする、ことが好ましい。 Further, in the manufacturing method according to one aspect of the present invention, in the second wire drawing step, the second seal element and the second element separated from each other are separated while the first seal element and the base material are in contact with each other. It is preferable to draw an optical fiber bare wire until it comes in contact with the diameter portion.
上記の構成によれば、前記第１シール部のシール作用が消失する前に前記第２シール部のシール作用が生じる。したがって、前記炉心管の内部と線引き炉の外部とが、前記第１シール素子と前記第２シール素子との間に位置する空間を介して連通することを防止できる。その結果として、線引き炉の外部から前記炉心管の内部に、前記第１シール素子と前記第２シール素子との間に位置する空間を介して大気が流入することを確実に防止できるので、炉心管の劣化を抑制することができる。 According to the above configuration, the sealing action of the second seal part occurs before the sealing action of the first seal part disappears. Therefore, communication between the inside of the core tube and the outside of the wire drawing furnace can be prevented via the space located between the first seal element and the second seal element. As a result, the atmosphere can be reliably prevented from flowing into the interior of the core tube from the outside of the wire drawing furnace through the space located between the first seal element and the second seal element. The deterioration of the pipe can be suppressed.
また、本発明の一態様に係る製造方法において、前記第２の線引き工程は、前記第１シール素子と前記母材とが離間した後に、前記第２シール素子と前記縮径部とを接触させる、ように構成されていてもよい。 Further, in the manufacturing method according to one aspect of the present invention, in the second wire drawing step, the second seal element is brought into contact with the diameter-reduced portion after the first seal element and the base material are separated. , May be configured.
上記の構成によれば、本製造方法は、前記第１シール部のシール作用が消失した後に前記第２シール部のシール作用を得る。したがって、前記第１シール部及び前記第２シール部の各々が同時にシール作用を発揮する期間を排除することができるため、前記母材の調芯作業を実施できない期間をなくすことができる。換言すれば、本製造方法は、任意のタイミングで前記調芯作業実施することがきる。 According to the above configuration, this manufacturing method obtains the sealing action of the second sealing part after the sealing action of the first sealing part disappears. Therefore, since the period which each of a said 1st seal | sticker part and a said 2nd seal | sticker part exhibits a sealing effect simultaneously can be excluded, the period which can not carry out the alignment operation of the said base material can be eliminated. In other words, this manufacturing method can carry out the alignment operation at any timing.
また、本発明の一態様に係る製造方法において、前記キャップは、当該キャップの前記下端面を含む区間を構成する下部キャップと、当該キャップの上端面を含む区間を構成する上部キャップとを含む２つ以上の区間に分割されている、ことが好ましい。 Further, in the manufacturing method according to one aspect of the present invention, the cap includes a lower cap constituting a section including the lower end surface of the cap and an upper cap constituting a section including the upper end surface of the cap Preferably, it is divided into three or more sections.
上記の構成によれば、前記キャップが複数の区間に分割されている。そのため、前記炉心管の内部から、母材を経てキャップに入射した赤外線は、前記複数の区間の境界において反射又は散乱される確率が高まる。したがって、前記炉心管の内部から前記キャップの上方に伝わる輻射熱を抑制することができる。 According to the above configuration, the cap is divided into a plurality of sections. Therefore, the probability that infrared rays incident on the cap from the inside of the core tube and passing through the base material is reflected or scattered at the boundaries of the plurality of sections is increased. Therefore, it is possible to suppress radiant heat transmitted from the inside of the core tube to the upper side of the cap.
また、本発明の一態様に係る製造方法において、前記２つ以上の区間のうち少なくとも１つの区間は、発泡石英ガラス製である、ことが好ましい。 Further, in the manufacturing method according to one aspect of the present invention, it is preferable that at least one of the two or more sections is made of foam quartz glass.
前記発泡石英ガラスは、その内部に多くの気泡を含む石英ガラスである。したがって、前記発泡石英ガラスの内部には、石英ガラスと、気泡を構成するガスとの界面が無数に存在する。このような前記発泡石英ガラスに入射した赤外線は、石英ガラスに入射した場合と比較して、より高い確率で反射又は散乱される。したがって、上記の構成によれば、前記炉心管の内部から前記キャップの上方に伝わる輻射熱を更に抑制することができる。 The foam quartz glass is a quartz glass containing many bubbles therein. Therefore, innumerable interfaces exist between the quartz glass and the gas forming the air bubble inside the foam quartz glass. Such infrared rays incident on the foamed quartz glass are reflected or scattered at a higher probability than in the case of incident on the quartz glass. Therefore, according to the above configuration, it is possible to further suppress radiant heat transmitted from the inside of the core tube to the upper side of the cap.
また、本発明の一態様に係る製造方法において、前記キャップの少なくとも前記下端面近傍は、当該下端面から遠ざかるにしたがって、その内径が縮小するように構成されている、ことが好ましい。 Further, in the manufacturing method according to the aspect of the present invention, it is preferable that at least the vicinity of the lower end surface of the cap is configured such that the inner diameter thereof decreases as the distance from the lower end surface increases.
上記の構成によれば、前記キャップの少なくとも前記下端面近傍を構成する内壁は、下方に向かって開く傾斜を持つように構成されている。そのため、前記内壁が下方に向かって開く傾斜を持たない場合と比較して、前記炉心管の内部から母材を経てキャップに入射しようとする赤外線は、前記内壁において反射される確率が高まる。したがって、前記炉心管の内部から前記キャップの上方に伝わる輻射熱を抑制することができる。 According to said structure, the inner wall which comprises at least the said lower end surface vicinity of the said cap is comprised so that it may have the inclination opened toward a downward direction. Therefore, as compared with the case where the inner wall does not have the inclination that opens downward, the probability that infrared rays that are going to enter the cap from the inside of the core tube and pass through the base material increases at the inner wall. Therefore, it is possible to suppress radiant heat transmitted from the inside of the core tube to the upper side of the cap.
また、本発明の一態様に係る製造方法において、前記キャップの前記下端面及び前記キャップの内壁の少なくとも何れか一方は、その表面の算術平均表面粗さが０．２μｍ以上である、ことが好ましい。 Further, in the manufacturing method according to one aspect of the present invention, it is preferable that at least one of the lower end face of the cap and the inner wall of the cap has an arithmetic average surface roughness of 0.2 μm or more. .
上記の構成によれば、前記キャップの前記下端面及び前記キャップの内壁の各々の表面の算術平均表面粗さが０．２μｍ未満である場合と比較して、前記炉心管の内部から母材を経てキャップに入射しようとする赤外線は、前記キャップの前記下端面及び前記キャップの内壁の少なくとも何れか一方において散乱される確率が高まる。したがって、前記炉心管の内部から前記キャップの上方に伝わる輻射熱を抑制することができる。 According to the above-described configuration, the base material from the inside of the core tube is compared with the case where the arithmetic mean surface roughness of each surface of the lower end surface of the cap and the inner wall of the cap is less than 0.2 μm. The infrared rays which are to be incident on the cap are more likely to be scattered at at least one of the lower end surface of the cap and the inner wall of the cap. Therefore, it is possible to suppress radiant heat transmitted from the inside of the core tube to the upper side of the cap.
また、本発明の一態様に係る製造方法において、前記線引き炉は、前記第１シール素子と前記第２シール素子との間に位置する前記空間の圧力と、前記炉心管の内部の圧力とを制御する制御部を更に備え、前記制御部は、前記第１の線引き工程のあとであって、前記第１シール素子と前記母材とが離間するときに、前記空間の圧力が前記炉心管の内部の圧力以上となるように制御する、ことが好ましい。 Further, in the manufacturing method according to one aspect of the present invention, the wire drawing furnace includes the pressure of the space located between the first seal element and the second seal element, and the pressure inside the core tube. The control unit further includes a control unit, and the control unit controls the pressure of the space in the core tube when the first seal element and the base material are separated after the first wire drawing step. It is preferable to control so as to be equal to or higher than the internal pressure.
前記炉心管には第１ガス供給口から不活性ガスが供給されるため、前記炉心管の内部のうち前記母材の近傍には、炉心管の上方から下方に向かう不活性ガスの流れが形成されている。上記の構成によれば、前記第１シール素子と前記母材とが離間するときに、すなわち、第１シール部のシール作用が消失するときに、前記空間の圧力は、前記炉心管の内部の圧力以上となるように制御されている。したがって、前記母材の近傍に形成された不活性ガスの流れは、依然として炉心管の上方から下方に向かったままであり、乱されることがない。このように、本製造方法は、第１シール部のシール作用が消失するときに生じ得る前記不活性ガスの流れの乱れを抑制することができるため、このときに生じ得る光ファイバ裸線の直径の変動を抑制することができる。 Since the inert gas is supplied to the core tube from the first gas supply port, the flow of the inert gas from the upper side to the lower side of the core tube is formed in the vicinity of the base material inside the core tube. It is done. According to the above configuration, when the first seal element and the base material are separated, that is, when the seal action of the first seal portion disappears, the pressure of the space is It is controlled to be above the pressure. Therefore, the flow of inert gas formed in the vicinity of the base material is still directed downward from above the core tube and is not disturbed. As described above, since the present manufacturing method can suppress the disturbance of the flow of the inert gas which may occur when the sealing action of the first seal portion disappears, the diameter of the bare optical fiber wire may occur at this time. Fluctuations can be suppressed.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るキャップは、線引き炉で加熱溶融されることによって光ファイバ裸線となる柱状の母材と、前記母材の上端面に対して前記母材の中心軸に沿って接合され、その外径が前記母材より細いハンドルと共に母材アッシーを構成する筒状のキャップであって、前記アッシーとして組み立てられた場合に、前記ハンドルを取り囲み、その下端面が前記母材の前記上端面に接触するように構成されており、前記下端面におけるその外径が、前記線引き炉を構成する炉心管の上方に配置されたシール部の最小有効径を下回り、当該下端面から遠ざかるにしたがってその外径が拡大し、その最大径が前記最小有効径を上回る縮径部を含む。 In order to solve the above-mentioned subject, the cap concerning one mode of the present invention is a columnar base material which becomes an optical fiber bare wire by being heated and melted in a wire drawing furnace, and the above-mentioned upper surface of the base material. A cylindrical cap joined along a central axis of a base material and having an outer diameter forming a base material assembly together with a handle thinner than the base material, which surrounds the handle when assembled as the assembly; The lower end surface is configured to be in contact with the upper end surface of the base material, and the outer diameter at the lower end surface is the minimum effective diameter of the seal portion disposed above the core tube constituting the wire drawing furnace. As the distance from the lower end surface decreases, the outer diameter increases, and the reduced diameter portion includes a diameter smaller than the minimum effective diameter.
上記の構成によれば、前記線引き炉の前記シール部のシール作用が徐々に高まる。このように、前記炉心管の内部の圧力が急激に上昇することも防止することができるため、前記炉心管の内部の圧力変動に起因する光ファイバ裸線の直径の変動を防止することができる。 According to the above configuration, the sealing action of the seal portion of the wire drawing furnace gradually increases. As described above, since it is possible to prevent the pressure inside the core tube from rising rapidly, it is possible to prevent the variation in the diameter of the bare optical fiber wire caused by the pressure variation inside the core tube. .
また、本発明の一態様に係るキャップは、当該キャップの上端面を含み、その外径が前記最小有効径を上回り、当該外径がおよそ一定である同径部を更に含む、ことが好ましい。 The cap according to an aspect of the present invention preferably further includes an equal diameter portion including the upper end surface of the cap, the outer diameter exceeding the minimum effective diameter, and the outer diameter being approximately constant.
上記の構成によれば、前記キャップの全長に依存することなく、前記縮径部の長さを任意に設定することができる。したがって、前記シール部がシール作用を十分に発揮するタイミングを設定するときの自由度を高めることができる。 According to said structure, the length of the said diameter reduction part can be set arbitrarily, without depending on the full length of the said cap. Therefore, the degree of freedom in setting the timing at which the sealing portion sufficiently exerts the sealing function can be enhanced.
本発明の一態様に係る製造方法によれば、線引き炉を用いて母材から光ファイバ裸線を製造するときに生じ得る光ファイバ裸線の直径の変動を抑制することができる。また、本発明の一態様に係るキャップは、本発明の一態様に係る製造方法と同様の効果を奏する。 According to the manufacturing method according to one aspect of the present invention, it is possible to suppress the fluctuation of the diameter of the bare optical fiber that may occur when the bare optical fiber is manufactured from the base material using a wire drawing furnace. In addition, the cap according to one aspect of the present invention exhibits the same effect as the manufacturing method according to one aspect of the present invention.
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係る光ファイバ裸線の製造方法Ｓ１について説明する前に、製造方法Ｓ１において用いる線引き炉１と母材アッシー２とについて、図１〜図４を参照して説明する。そのうえで、本実施形態に係る製造方法Ｓ１について、図５を参照して説明する。
First Embodiment
Before describing the manufacturing method S1 of the bare optical fiber according to the first embodiment of the present invention, the drawing
図１は、線引き炉１及び母材アッシー２の断面図である。なお、図１に示した状態において、母材アッシー２は、線引き炉１の開始位置ｚ０にセットされている。図２の（ａ）は、線引き炉１が備えているシールチャンバ１４の拡大断面図である。図２の（ｂ）及び（ｃ）は、シールチャンバ１４を構成する第２シール部（シールブロック１４３，シール素子１４４）の断面図及び平面図である。図３の（ａ）は、製造方法Ｓ１において、線引き炉１の開始位置ｚ０にセットされた母材アッシー２の拡大断面図である。図３の（ｂ）は、製造方法Ｓ１に含まれる第２の線引き工程の終了時における母材アッシー２の位置ｚ１を示す拡大断面図である。図４の（ａ）は、製造方法Ｓ１に含まれる第３の線引き工程における母材アッシー２の位置ｚ２を示す拡大断面図である。図４の（ｂ）は、製造方法Ｓ１に含まれる第４の線引き工程における母材アッシー２の位置ｚ３を示す拡大断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
本明細書においては、水平面に沿い、互いに直交する２つの軸の各々をｘ軸及びｙ軸に設定し、水平面に直交する鉛直方向に沿う方向をｚ軸に設定することによって得られる直交座標系を用いる（図１〜図４の各図に図示した座標系参照）。なお、鉛直方向下向きをｚ軸正方向に設定し、このｚ軸正方向とともに右手系の直交座標系を形成するようにｘ軸正方向及びｙ軸正方向を設定している。また、本明細書において、ｚ軸正方向のことを下方向とも称し、ｚ軸負方向のことを上方向とも称する。 In this specification, an orthogonal coordinate system obtained by setting each of two mutually orthogonal axes along the horizontal plane as the x-axis and y-axis, and setting the direction along the vertical direction orthogonal to the horizontal plane as the z-axis (See the coordinate system illustrated in each of FIGS. 1 to 4). The downward direction in the vertical direction is set as the z-axis positive direction, and the x-axis positive direction and the y-axis positive direction are set so as to form a right-handed orthogonal coordinate system with the z-axis positive direction. In the present specification, the z-axis positive direction is also referred to as the downward direction, and the z-axis negative direction is also referred to as the upward direction.
（線引き炉１）
図１に示すように、線引き炉１は、炉心管１１と、筐体１２と、ヒータ１３と、シールチャンバ１４とを備えている。
(Drawing furnace 1)
As shown in FIG. 1, the
＜炉心管１１＞
炉心管１１は、高温（例えば２０００℃程度）に耐えるために、グラファイト（炭素）により構成されている。図１に示すように、炉心管１１は、円筒形である上部炉心管１１１の下端に対して、円筒形である下部炉心管１１２の上端を、上部炉心管１１１及び下部炉心管１１２の各々が同軸になるように接合することにより構成されている。したがって、上部炉心管１１１の内部空間である上部空間１１１ｓと、下部炉心管１１２の内部空間である下部空間１１２ｓとは、互いに連通している。
<
The
炉心管１１は、その中心軸である管軸が鉛直方向（すなわちｚ軸方向）に沿うように配置されている。炉心管１１の上端面及び下端面の各々は、開放されている。換言すれば、炉心管１１の上端面及び下端面の各々には、それぞれ、開口１１ｔ及び開口１１ｂが設けられている。
The
上部炉心管１１１は、その上方（ｚ軸負方向）から差し込まれる母材２１の少なくとも下端部２１１を、その内部空間である上部空間１１１ｓに収容可能なように、その内径（すなわち上部空間１１１ｓの直径）が母材２１の外径を上回るように構成されている。
The
一方、下部炉心管は、その開口１１ｂから線引きされた光ファイバ裸線を吐出する。本実施形態において、下部炉心管１１２の内径（すなわち下部空間１１２ｓの直径）は、上部炉心管１１１の内径を下回るように構成されている。
On the other hand, the lower core tube discharges the bare optical fiber drawn from the
上部炉心管１１１の上部空間１１１ｓには、後述するガス供給口１４１ｉから供給された不活性ガスが流入する。ガス供給口１４１ｉは、後述するシールチャンバ１４が含むシールブロック１４１に設けられたガス供給口である（図２の（ａ）参照）。ガス供給口１４１ｉから供給された不活性ガスは、下端部２１１の近傍において、流れがきれいな層流を形成することが好ましい。
An inert gas supplied from a
後述するシールチャンバ１４によって開口１１ｔと母材２１の外壁との間が封止されているため、ガス供給口１４１ｉから供給された不活性ガスは、上部空間１１１ｓ及び下部空間１１２ｓを経て、開口１１ｂから炉心管１１の外部へ排出される。また、不活性ガスの流量は、後述するバルブを用いて、上部空間１１１ｓ及び下部空間１１２ｓの圧力が線引き炉１の外部の大気圧より高くなるように制御されている。したがって、線引き炉１は、線引き炉１の外部から上部空間１１１ｓ及び下部空間１１２ｓへ大気が流入することを抑制可能であり、結果として炉心管１１の内壁が酸化することを抑制可能である。
Since the space between the
本実施形態では、不活性ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）を採用している。しかし、不活性ガスは、Ａｒに限定されるものではなく、グラファイトとの反応性が低いガス、例えばアルゴン（Ａｒ）や、ネオン（Ｎｅ）などから適宜選択することができる。 In the present embodiment, helium (He) is employed as the inert gas. However, the inert gas is not limited to Ar, and can be appropriately selected from gases having low reactivity with graphite, such as argon (Ar) and neon (Ne).
＜筐体１２＞
筐体１２は、金属により構成されている。金属製の筐体１２は、高温に耐えるために、図１に図示しない冷却機構を備えていることが好ましい。冷却機構は、冷却された水や空気等を循環させることによって筐体１２を冷却する。図１に示すように、筐体１２は、円筒形であり、その内部に炉心管１１と後述するヒータ１３とを収容可能に構成されている。筐体１２と炉心管１１との接合部は、ガスの流入及び流出が生じないように封止されている。したがって、筐体１２の内部空間である空間１２ｓは、後述するガス供給口１２ｉ及びガス排出口１２ｏを除いて閉じている。
<
The
筐体１２の上端近傍には、ガス供給口１２ｉが設けられており、筐体１２の下端近傍には、ガス排出口１２ｏが設けられている。ガス排出口１２ｏには、図１に図示しないバルブと、不活性ガスを供給するガスボンベとが接続されている。本実施形態では、このガス排出口１２ｏに不活性ガスを供給するガスボンベと、上述したガス供給口１１ｉに不活性ガスを供給するガスボンベとを共有している。しかし、これらのボンベは、互いに別個に用意されていてもよい。バルブは、空間１２ｓに供給する不活性ガスの流量を調整することによって、空間１２ｓの圧力を制御する。
A gas supply port 12i is provided in the vicinity of the upper end of the
このように、空間１２ｓは、ガス供給口１２ｉから供給された不活性ガスにより満たされている。また、ガス供給口１２ｉから供給された不活性ガスは、ガス排出口１２ｏから筐体１２の外部へ排出される。また、不活性ガスの流量は、上述したバルブを用いて、空間１２ｓの圧力が線引き炉１の外部の大気圧より高くなるように制御されている。したがって、線引き炉１は、線引き炉１の外部から空間１２ｓへ大気が流入することを抑制可能であり、結果として炉心管１１の外壁及び筐体１２の内壁が酸化することを抑制可能である。
Thus, the
また、後述するヒータ１３と筐体１２の内壁との間には、図１に図示しない断熱材が配置されている。これにより、ヒータ１３の発生した熱が筐体１２に伝わること（逃げること）を抑制することができるので、上部空間１１１ｓの内部及び下部空間１１２ｓの内部に熱を閉じ込め、且つ、筐体１２が高温に晒されることを抑制することができる。
Further, a heat insulating material not shown in FIG. 1 is disposed between a
＜ヒータ１３＞
図１に示すように、ヒータ１３は、筐体１２の空間１２ｓに配置されており、炉心管１１の内部に差し込まれた母材２１の下端部２１１を加熱することによって溶融させるための加熱手段である。ヒータ１３は、母材２１を構成するガラスの融点を超える温度（例えば２０００℃）まで下端部２１１をすることができるように構成されている。ヒータ１３としては、既存のヒータのなかから線引き炉１の仕様に準じたヒータを選択すればよい。
<
As shown in FIG. 1, the
融点を超える温度まで加熱された下端部２１１の末端は、ガラスが溶融した状態になる。その末端からは、溶融したガラスが重力に伴い糸状に垂れ下がる。線引き炉１の後段には、少なくとも、図１に図示しない被覆装置及び巻き取り装置が設けられている。下端部２１１の末端から鉛直方向下向き（ｚ軸正方向）に垂れ下がった糸状のガラス（すなわち光ファイバ裸線）の外側面に対して、被覆装置を用いて、樹脂被覆を被せるように塗布することで光ファイバ素線が形成される。光ファイバ素線は、巻き取り装置を用いてボビン（図１には不図示）に巻き取られる。
At the end of the
以上の工程のうち、母材の下端部を加熱融解させることによって光ファイバ裸線を得ることを、光ファイバ裸線を線引きすると表現する。 Of the above steps, obtaining a bare optical fiber by heating and melting the lower end portion of the base material is expressed as drawing a bare optical fiber.
＜シールチャンバ１４＞
図１及び図２の（ａ）に示すように、シールチャンバ１４は、シールブロック１４１と、シール素子１４２と、シールブロック１４３と、シール素子１４４と、スペーサブロック１４６とを備えている。
<
As shown in FIGS. 1 and 2A, the
炉心管１１の上には、シールブロック１４１が載置されている。炉心管１１の上端面及びシールブロック１４１の下端面の各々は、何れも平坦に成形されている。さらに、シールブロック１４１は、その下端面が炉心管１１の上端面に密接するように載置されている。したがって、炉心管１１の上端面とシールブロック１４１の下端面とは封止されている。
A
シールブロック１４１は、高温に耐えることができるガラス又は金属により構成されている。本実施形態では、シールブロック１４１の材料としてガラスを採用している。シールブロック１４１は、上方向から平面視した場合に、外縁が円形であり、その内側に同心円状の開口が形成されている円筒形の形状を有する。
The
シールブロック１４１の開口を取り囲む内縁には、グラファイトにより構成されたドーナツ型のシール素子１４２が設けられている。シールブロック１４１とシール素子１４２とは、特許請求の範囲に記載の第１シール部を構成する。また、シール素子１４２は、特許請求の範囲に記載の第１シール素子に対応する。
The inner edge surrounding the opening of the
シール素子１４２は、その外径がシール素子の内径を上回る円柱状部材がシールブロック１４１の開口に差し込まれた場合に、シール作用を発揮する。したがって、第１シール部がシール作用を発揮する有効径Ｄｅｆｆは、図２の（ａ）に示すようになにも差し込まれていない状態におけるシール素子１４２の内径と一致する。
The sealing
シール素子１４２は、シールブロック１４１の開口に後述する母材アッシー２が差し込まれた状態において、シール素子１４２の内縁と母材２１の外壁あるいはキャップ２３の外壁とが接触可能な場合には、シールブロック１４１と母材２１あるいはキャップ２３の間に生じる空隙を封止する。すなわち、第１シール部は、シール作用を発揮する。
The
第１シール部がシール作用を発揮している場合、炉心管１１の内部空間（上部空間１１１ｓ及び下部空間１１２ｓ）と、第１シール部より上側の空間とは、母材アッシー２及びシール素子１４２により隔てられている。したがって、この状態において、第１シール部は、炉心管１１の内部空間から第１シール部より上側の空間へ不活性ガスが流出する、あるいは、第１シール部より上側の空間から炉心管１１の内部空間へ大気が流入することを抑制あるいは防止できる。
When the first seal portion exerts a sealing function, the inner space (
シールブロック１４１には、その外縁から内縁まで貫通する貫通孔であるガス供給口１４１ｉが複数設けられている。複数のガス供給口１４１ｉは、特許請求の範囲に記載の第１ガス供給口である。これらの複数のガス供給口１４１ｉの内縁側の端部は、シール素子１４２の下側に配置されている。
The
複数のガス供給口１４１ｉの各々には、図１に図示しないガス供給管が接続されており、これらのガス供給管のガス供給口１４１ｉと逆側の端部の各々には、それぞれ、図１に図示しないガス集合管の複数の排出口が接続されている。ガス集合管は、１つの供給口と複数の排出口とにより構成されており、１つの供給口に供給された不活性ガスを複数に分割したうえで、複数の排出口より排出する。ガス集合管の１つの供給口には、バルブと、不活性ガスを供給するガスボンベと（何れも図１には不図示）が接続されている。バルブは、複数のガス供給口１４１ｉを介して上部空間１１１ｓ及び下部空間１１２ｓに供給する不活性ガスの流量を調整することによって、上部空間１１１ｓ及び下部空間１１２ｓの圧力を制御する。
A gas supply pipe (not shown in FIG. 1) is connected to each of the plurality of
ガス供給口１４１ｉからシールブロック１４１の開口内に供給された不活性ガスは、シール素子１４２によって上方向への流路を封じされている。したがって、この不活性ガスは、炉心管１１の開口１１ｔを通って上部空間１１１ｓから下部空間１１２ｓへ流入する。したがって、ガス供給口１４１ｉから供給された不活性ガスは、母材２１の下端部２１１を取り巻くガス流を形成する。
The inert gas supplied from the
シールブロック１４１の上には、スペーサブロック１４６が載置されている。スペーサブロック１４６は、高温に耐えることができるガラス又は金属により構成されている。スペーサブロック１４６は、上方向から平面視した場合に、外縁が円形であり、その内側に同心円状の開口が形成されている円筒形の形状を有する。スペーサブロック１４６は、さらにその上に載置される第２シール部（シールブロック１４３及びシール素子１４４）と第１シール部との間隔、より具体的には、シール素子１４４とシール素子１４２との間隔Ｈ（図２参照）が所望の値になるように調整するためのスペーサである。
A
スペーサブロック１４６の上には、シールブロック１４３が載置されている。シールブロック１４３は、高温に耐えることができるガラス又は金属により構成されている。
The
シールブロック１４１の上端面、スペーサブロック１４６の上端面及び下端面、並びに、シールブロック１４３の下端面の各々は、何れも平坦に成型されている。さらに、スペーサブロック１４６は、その下端面がシールブロック１４１の上端面に密接するように載置されており、且つ、シールブロック１４３は、その下端面がスペーサブロック１４６の上端面に密接するように載置されている。したがって、シールブロック１４１の上端面とスペーサブロック１４６の下端面とは、封止されており、且つ、スペーサブロック１４６の上端面とシールブロック１４３の下端面とは、封止されている。
Each of the upper end surface of the
シールブロック１４３は、上方向から平面視した場合に、外縁が円形であり、その内側に同心円状の開口が形成されている円筒形の形状を有する。
The
シールブロック１４３には、その外縁から内縁まで貫通する貫通孔であって、後述するシール素子１４４を構成するサブ素子１４４１〜１４４ｎ（ここでｎは、正の整数。本実施形態ではｎ＝１６）の各々を収容する貫通孔１４５１〜１４５ｎが、シールブロック１４３に対して放射状に設けられている。図２には、ｚｘ平面に沿い、且つ、シールブロック１４３の中心軸を通る断面に現れるサブ素子１４４１，１４４９と、サブ素子１４４１，１４４９の各々を収容する貫通孔１４５１，１４５９とを図示している。シールブロック１４３とシール素子１４４とは、特許請求の範囲に記載の第２シール部を構成する。また、シール素子１４４は、特許請求の範囲に記載の第２シール素子に対応する。
The
サブ素子１４４１〜１４４ｎの各々は、グラファイト製又はガラス製の帯状部材の一方の端部に対してグラファイト製又はガラス製のブロック（直方体部材）を接合することによって構成されている。サブ素子１４４１〜１４４ｎの各々は、帯状部材の先端部（他方の端部）がシールブロック１４３の開口から突出し、ブロックが貫通孔１４５１〜１４５ｎの各々の内部に収容されるようにセットされる。
Each of the sub-elements 1441 to 144 n is configured by bonding a block made of graphite or glass (rectangular parallelepiped member) to one end of a strip made of graphite or glass. Each of the sub-elements 1441 to 144n is set such that the tip end (the other end) of the strip member protrudes from the opening of the
貫通孔１４５１〜１４５ｎの外縁側の端部には、ガス集合管と、バルブと、ガスボンベとが接続されている。貫通孔１４５１〜１４５ｎに接続されたガス集合管及びバルブの各々は、それぞれ、シールブロック１４１のガス供給口１４１ｉに接続されたガス集合管及びバルブと同様に構成されている。また、本実施形態において、貫通孔１４５１〜１４５ｎに不活性ガスを供給するガスボンベは、ガス供給口１４１ｉに不活性ガスを供給するガスボンベと共有している。
A gas collecting pipe, a valve, and a gas cylinder are connected to the end portion on the outer edge side of the through
貫通孔１４５１〜１４５ｎに供給される不活性ガスは、サブ素子１４４１〜１４４ｎのブロックをシールブロック１４３の内側へ（外縁から内縁へ向かう方向へ）向かって押しつけるように、シールブロック１４３に作用する。
The inert gas supplied to the through
貫通孔１４５１〜１４５ｎの内縁側の端部は、サブ素子１４４１〜１４４ｎのブロックの厚さ（ｚ軸方向に沿った長さ）より薄く成形されている。したがって、シールブロック１４３の開口に母材２１が差し込まれていない状態であっても、サブ素子１４４１〜１４４ｎの板状部材は、第１の所定の位置（図２の（ａ）及び（ｂ）参照）までしか突出することができない。したがって、この状態におけるサブ素子１４４１〜１４４ｎの板状部材の先端部に内接する内接円の直径が第２シール部の最小有効径Ｄｍｉｎとなる。最小有効径Ｄｍｉｎは、第２シール部がシール作用を発揮可能な最小径である。
The ends on the inner edge side of the through
サブ素子１４４１〜１４４ｎは、不活性ガスの力によってシールブロック１４３の内側へ向かって押しつけられているだけである。そのため、不活性ガスの力を上回る別の力でシールブロック１４３の外側へ向かって押された場合、サブ素子１４４１〜１４４ｎは、シールブロック１４３の外側へ移動する。ただし、サブ素子１４４１〜１４４ｎの板状部材は、第２の所定の位置（図２の（ｃ）参照）までしか後退することができない。第２の所定の位置は、サブ素子１４４１〜１４４ｎの板状部材の先端部とシールブロック１４３の開口とが一致する位置である。したがって、この状態におけるサブ素子１４４１〜１４４ｎの板状部材の先端部に内接する内接円の直径、すなわち、シールブロック１４３の開口の直径が第２シール部の最大有効径Ｄｍａｘとなる。最大有効径Ｄｍａｘは、シール作用を発揮可能な最大径であり、第２シール部が収容可能な柱状部材の最大径である。
The
このように構成されたシール素子１４４は、シールブロック１４１の開口に母材２１が差し込まれた状態において、シール素子１４４と同じ高さにおける母材２１の外径が最小有効径Ｄｍｉｎ以上、最大有効径Ｄｍａｘ以下である場合に、シールブロック１４３の内壁と母材２１の外壁との間に生じる空隙を封止することができる（シール作用を発揮する）。したがって、シールブロック１４３の開口に母材２１が差し込まれた状態（シール素子１４４が母材２１の外壁に接触した状態）において、シールチャンバ１４の内部空間である空間１４ｓと、第２シール部より上側の空間とは、母材２１及びシール素子１４４により隔てられている。したがって、この状態において、第２シール部は、空間１４ｓからから第２シール部より上側の空間へ不活性ガスが流出する、あるいは、第２シール部より上側の空間から空間１４ｓへ大気が流入することを抑制あるいは防止できる。なお、空間１４ｓは、シール素子１４２とシール素子１４４との間に位置する空間である。
The
シールブロック１４３には、その外縁から内縁まで貫通する貫通孔であるガス供給口１４３ｉが複数設けられている。複数のガス供給口１４３ｉは、特許請求の範囲に記載の第２ガス供給口である。これらの複数のガス供給口１４３ｉの内縁側の端部は、シール素子１４４及び貫通孔１４５１−１４５ｎの下側に配置されている。複数のガス供給口１４３ｉの外縁側の端部には、ガス集合管と、バルブと、ガスボンベとが接続されている。ガス供給口１４３ｉに接続されたガス集合管及びバルブの各々は、それぞれ、シールブロック１４１のガス供給口１４１ｉに接続されたガス集合管及びバルブと同様に構成されている。また、本実施形態において、ガス供給口１４３ｉに不活性ガスを供給するガスボンベは、ガス供給口１４１ｉに不活性ガスを供給するガスボンベと共有している。
The
ガス供給口１４３ｉからシールブロック１４３の開口内（空間１４ｓ内）に供給された不活性ガスは、第１のシール部のシール作用及び第２のシール部のシール作用の強さに応じて、炉心管１１の開口１１ｔを通って上部空間１１１ｓから下部空間１１２ｓへ流入するか、あるいは、シールブロック１４３の開口を通って第２シール部の上側の空間（線引き炉１の外部）へ流出する。
The inert gas supplied from the
なお、本実施形態では、第１シール部のシール素子として、グラファイト製のシール素子１４２を採用し、第２シール部のシール素子として、不活性ガスの力で押し出されるシール素子１４４を採用した。しかし、第１シール部のシール素子として、不活性ガスの力で押し出されるシール素子１４４を採用してもよいし、第２シール部のシール素子として、グラファイト製のシール素子１４２を採用してもよい。
In the present embodiment, the
（母材アッシー２）
図１に示すように、母材アッシー２は、母材２１と、ハンドル２２と、キャップ２３と、キャップシールとを備えている。キャップシールは、キャップシールブロック２４と、シール素子２５とを含む。
(Base material assembly 2)
As shown in FIG. 1, the
母材２１は、光ファイバ裸線の原料となるガラス（本実施形態では石英ガラス）を円柱状に成形することによって得られる。なお、母材２１の下端部２１１は、下方向に突出した円錐状に成形されている。また、母材２１の上端面２１２は、水平面に沿うように成形されている。
The
ハンドル２２は、母材２１よりも外形が細いガラス（本実施形態では石英ガラス）製の円柱状部材である。ハンドル２２は、その下端部が母材２１の上端面２１２に対して接合（本実施形態では融着）されている。このとき、ハンドル２２の中心軸と、母材２１の中心軸とが沿うように（本実施形態では同軸となるように）、ハンドル２２は、母材２１に対して接合されている。
The
母材２１の上側であって、ハンドル２２を取り囲む位置には、キャップ２３が配置されている。キャップ２３は、ガラス（本実施形態では石英ガラス）製の円筒状部材である。キャップ２３の中心軸に沿って設けられた貫通孔は、その内径がハンドル２２の外径を上回るように成形されている。母材２１及びハンドル２２と、キャップ２３とは、キャップ２３の貫通孔をハンドル２２が貫通する状態で組み合わされている。キャップ２３は、その下端面が母材２１の上端面２１２に突き当たった状態（接触した状態）で保持されている。
A
本実施形態において、キャップ２３は、キャップ２３の上端面を含む同径部２３１と、キャップ２３の下端面を含む縮径部２３２とにより構成されている。
In the present embodiment, the
図３及び図４に示すように、縮径部２３２の外形は、下端面における外径Ｄｔ２が上端面における外径Ｄｔ１よりも小さい円錐台形状に成形されている。すなわち、縮径部２３２は、その下端面における外径が最小径であり、その下端面から遠ざかるにしたがってその外径が拡大し、その上端面において外径が最大径となるように成形されている。ここで、縮径部２３２の下端面における外径Ｄｔ２（最小径Ｄｔ２とも記載する）は、上述した第２シール部の最小有効径Ｄｍｉｎを下回り、縮径部２３２の上端面における外径Ｄｔ１（最大径Ｄｔ１とも記載する）は、最小有効径Ｄｍｉｎを上回る。なお、以下において、シール素子１４４と同じ高さにおける母材２１の外径を外径Ｄｔ３とする。
As shown in FIGS. 3 and 4, the outer diameter of the reduced
（線引きの始状態）
このように構成された母材アッシー２は、ハンドル２２の上端部を吊り下げ支持装置（図１には不図示）の把持部により把持されることによって、母材２１の下端部２１１が下方向を向くように吊り下げられる。
(The beginning of wire drawing)
The
吊り下げ支持装置は、線引き炉１の上方に広がる空間内において、母材アッシー２の中心軸と、炉心管１１の管軸とが一致するように、母材アッシー２のｘｙ平面内における位置を調整する。そのうえで、吊り下げ支持装置は、下端部２１１の末端が炉心管１１内の所定の位置と一致するように、母材アッシー２を徐々に下方向に移動させる。この所定の位置とは、線引き炉１において線引きを始めるために予め定められた、下端部２１１をセットすべき位置であり、線引き炉１にとって固有の位置である（図１及び図３の（ａ）参照）。
The suspension support device positions the position of the
本明細書では、母材アッシー２のｚ軸における位置を母材２１の上端面２１２の位置で規定する。図１及び図３の（ａ）に示すように、線引き炉１に母材アッシー２を初めてセットした状態（始状態）における上端面２１２の位置を開始位置ｚ０とする。
In the present specification, the position of the
この始状態において、母材２１の下端部２１１を含む大部分は、炉心管１１の上部炉心管１１１に収容されており、上端面２１２を含む一部分が炉心管１１の上端面から突出している。このとき、第１シール部のシール素子１４２と同じ高さには母材２１が存在し、シール素子１４２は、母材２１に接触している。すなわち、第１シール部は、シール作用を発揮している。一方、第２シール部のシール素子１４４と同じ高さにはキャップ２３の縮径部２３２が存在している。シール素子１４４と同じ高さにおけるキャップ２３（縮径部２３２）の外径Ｄｔ３は、最小有効径Ｄｍｉｎよりも小さい。したがって、シール素子１４４と縮径部２３２とは接触していない。すなわち、第２シール部は、シール作用を発揮していない。
In this initial state, most of the
この始状態における上部炉心管１１１の圧力Ｐ１をＰ１ｉとし、この始状態におけるシールチャンバ１４の空間１４ｓの圧力Ｐ２をＰ２ｉとする。なお、Ｐ１ｉ及びＰ２ｉの各々は、大気圧を上回るように設定されている。したがって、第２シール部がシール作用を発揮していない場合であっても、線引き炉１の外部の大気が空間１４ｓ、上部空間１１１ｓ、及び下部空間１１２ｓに流入することは抑制されている。
The pressure P1 of the
なお、本実施形態では、線引きの始状態から線引きを終了する終状態まで、ガス供給口１４１ｉに接続されたバルブ及びガス供給口１４３ｉに接続されたバルブの各々は、いずれも調整しない場合を用いて説明する。
In the present embodiment, the valve connected to the
（第２シール部がシール作用を発揮するまで）
線引き炉１を用いて光ファイバ裸線を線引きした場合、母材２１の体積は、徐々に減少する。すなわち、母材アッシー２の位置ｚを移動させないと下端部２１１の末端は、上方向に移動する。下端部２１１の末端を上述した所定の位置に留まらせるために、吊り下げ支持装置は、母材アッシー２の位置ｚを徐々に下方向に移動させる。このように、光ファイバ裸線の線引きは、母材アッシー２の位置ｚを下方向に徐々に移動させながら実施される。
(Until the second seal part exerts a sealing effect)
When an optical fiber bare wire is drawn using the
母材アッシー２の位置ｚを開始位置ｚ０から徐々に下方向に移動させていくと、シール素子１４４と縮径部２３２との間隔が徐々に減少していく。このとき、第２シール部は、シール作用を十分には発揮していないものの、徐々に空間１４ｓから第２シール部の上側の空間へ流出するガスの流量を抑制していく。したがって、シール素子１４４と縮径部２３２とが接触していない状態であっても、母材アッシー２の位置ｚを下方向に移動させることに伴い、空間１４ｓの圧力Ｐ２は、Ｐ２ｉより上昇する。また、圧力Ｐ２の上昇に伴い、圧力Ｐ１もわずかに上昇する。
As the position z of the
母材アッシー２の位置ｚをさらに下方向に移動させていくと、シール素子１４４と縮径部２３２とが接触する（図３の（ｂ）参照）。このときの位置ｚをｚ＝ｚ１とする。このとき、シール素子１４４と同じ高さにおけるキャップ２３（縮径部２３２）の外径Ｄｔ３は、最小有効径Ｄｍｉｎと等しい。位置ｚ１においてシール素子１４４と縮径部２３２とが接触するため、第２シール部は、シール作用を発揮し、空間１４ｓをシールする。この時点で圧力Ｐ２は、Ｐ２＝Ｐ２ｆに達する。また、圧力Ｐ２の上昇に伴い圧力Ｐ１もわずかに上昇し、Ｐ１＝Ｐ１ｆに達する。
When the position z of the
このように圧力Ｐ２の上昇に伴い圧力Ｐ１がわずかに上昇するのは、第１シール部がシール作用を発揮している状態であっても、シール素子１４２と母材２１との間にはわずかな空隙が生じているためである。
As described above, the pressure P1 slightly increases with the increase of the pressure P2 because the pressure between the
縮径部２３２を含むキャップ２３を備えた母材アッシー２を用いて線引きを実施した場合、このように、始状態（ｚ＝ｚ０）からシール素子１４４と縮径部２３２とが接触する状態（ｚ＝ｚ１）までの間に生じる圧力Ｐ２の変化は、位置ｚの移動に伴い徐々に生じる緩やかで連続的に生じる。すなわち、特許文献１に記載の技術では不可避であった圧力Ｐ２の急激な変動（ｚ＝ｚ１に達したときに生じる急激な変動）を、線引き炉１と母材アッシー２とを用いることによって抑制することができる。したがって、この圧力Ｐ２の急激な変動に伴い、特許文献１に記載の技術では不可避であった圧力Ｐ１の急激な変動を抑制することができる。
When wire drawing is performed using the
したがって、下端部２１１の近傍を取り巻く不活性ガスの温度変化は、抑制される。その結果として、光ファイバ裸線の直径が所定の直径公差の範囲から一時的に外れることを防止することができる。
Therefore, the temperature change of the inert gas surrounding the vicinity of the
（第１のシール部及び第２のシール部がシール作用を発揮）
母材アッシー２の位置ｚが図３の（ｂ）に示した位置ｚ１に達したとき、第１シール部に加えて第２シール部がシール作用を発揮する。したがって、母材アッシー２の位置を位置ｚ１から図４の（ａ）に示す位置ｚ２まで移動する期間は、第１シール部及び第２シール部がともにシール作用を発揮する。なお、この期間において、シール素子１４４と同じ高さにおけるキャップ２３（縮径部２３２）の外径Ｄｔ３は、最小有効径Ｄｍｉｎを上回る。
(The first seal and the second seal exert a sealing effect)
When the position z of the
（第２のシール部のみがシール作用を発揮）
母材アッシー２の位置ｚを図４の（ａ）に示した位置ｚ２からさらに下方向へ移動すると、シール素子１４２の高さに縮径部２３２の下端面が到達する。このとき、シール素子１４２は、母材２１から離間し、縮径部２３２からも離間している。すなわち、第１シール部は、シール作用を失う。ただし、第１シール部がシール作用を失った場合であっても、第２シール部は、シール作用を発揮しているので、第２シール部より上側の空間から空間１４ｓを経て大気が炉心管１１の内部（上部空間１１１ｓ及び下部空間１１２ｓ）に流入することはない。
(Only the second seal part exerts sealing effect)
When the position z of the
さらに母材アッシー２の位置ｚを下方向へ移動し、ｚ＝ｚ３に到達すると（図４の（ｂ）参照）、シール素子１４４は、その接触する相手を縮径部２３２から同径部２３１へ代える。この時点においても、第２シール部は、シール作用を発揮している。したがって、第２シール部より上側の空間から空間１４ｓを介して大気が炉心管１１の上部空間１１１ｓに流入することはない。このとき、シール素子１４４と同じ高さにおけるキャップ２３（縮径部２３２）の外径Ｄｔ３は、同径部２３１の外径（すなわち縮径部２３２の最大径Ｄｔ１）と等しい。
Further, when the position z of the
さらに母材アッシー２の位置ｚを下方向へ移動していくと、母材２１を用いて線引きができる下限位置まで母材アッシー２の位置ｚが移動する。位置ｚが当該下限位置に到達した時点で、母材２１（母材アッシー２）を用いた線引きは、終了する。
Further, when the position z of the
（母材アッシー２の位置調整）
また、線引き中において、下端部２１１の末端のｘｙ平面内における位置は、主に以下の理由により、わずかに移動し続けている（換言すれば揺らいでいる）。
（理由１）例えばハンドル２２を把持部にセットするときの精度が十分に高くないことに起因して、母材２１の中心軸が鉛直方向に対して傾きを有している。
（理由２）母材２１の中心軸が一直線状になっておらず、例えばバナナのように中心軸が曲がっている。
(Position adjustment of base material assembly 2)
Further, during drawing, the position of the end of the
(Reason 1) For example, the center axis of the
(Reason 2) The central axis of the
したがって、下端部２１１の末端の位置をｘｙ平面上に投影した場合、当該末端の基準となる位置（すなわち炉心管１１の中心）と比較して、実際の末端の位置は、ズレている。
Therefore, when the position of the end of the
光ファイバ裸線の外側面が傷つくなどの不具合を防ぐために、線引き炉１は、このズレの大きさを検出し、このズレが所定の値を超えないように母材アッシー２のｘｙ平面内における位置を調整することが好ましい。以下において、この調整のことを調芯と称す。
この調芯は、上述したようにずれの大きさを検出しておき、このズレを減少させるように、吊り下げ支持装置の把持部の位置をｘｙ平面内で調整することによって実現される。
In order to prevent defects such as damage to the outer surface of the bare optical fiber, the drawing
This alignment is realized by detecting the magnitude of the displacement as described above and adjusting the position of the grip portion of the suspension support device in the xy plane so as to reduce the displacement.
本実施形態において説明した線引き炉１及び母材アッシー２を用いた線引きでは、第１シール部のみがシール作用を発揮している状態（図３の（ａ）に示した状態）と、第２シール部のみがシール作用を発揮している状態（図４の（ｂ）に示した状態）とにおいて調芯を実施することができる。
In the wire drawing using the
なお、第１シール部及び第２シール部の両方がシール作用を発揮している場合、母材アッシー２の外壁を支持する箇所が２箇所になるため、吊り下げ支持装置の把持部の位置を調整することによって、下端部２１１の末端の位置を意図したとおりに調芯することが難しくなる。
In addition, when both the 1st seal part and the 2nd seal part are exhibiting sealing action, since there are two places which support the outer wall of the
本実施形態では、キャップ２３が縮径部２３２を含んでいることによって、第１シール部及び第２シール部の両方がシール作用を発揮している期間を、スリーブ部材が同径部のみで構成されている特許文献１の技術と比較して短くすることができる。したがって、調芯を実施可能な期間を長くすることができる。
In this embodiment, when the
なお、第１シール部及び第２シール部の両方がシール作用を発揮している期間は、スペーサブロック１４６の高さと、縮径部２３２の高さＨｃ（図３の（ａ）参照）と、縮径部２３２の最大径Ｄｔ１と、縮径部２３２の最小径Ｄｔ２とを調整することができる。調芯が難しい期間をさらに短くしたい場合には、シール素子１４４が縮径部２３２に接触したのちに、できるだけ早いタイミングでシール素子１４２が母材２１から離間するように、スペーサブロック１４６の高さと、縮径部２３２の高さと、縮径部２３２の最大径Ｄｔ１と、縮径部２３２の最小径Ｄｔ２とを設計すればよい。
During the period in which both the first seal portion and the second seal portion exert the sealing action, the height of the
また、調芯が難しい期間をなくしたい場合には、シール素子１４２が母材２１から離間したあとにシール素子１４４が縮径部２３２に接触するようにスペーサブロック１４６の高さと、縮径部２３２の高さと、縮径部２３２の最大径Ｄｔ１と、縮径部２３２の最小径Ｄｔ２とを設計すればよい。この構成によれば、線引きを実施している全期間に亘って上述した位置の調整を実施できる。その一方で、第１シール部及び第２シール部の両方がシール作用を発揮していない期間が生じる。しかし、空間１４ｓ、上部空間１１１ｓ、及び下部空間１１２ｓの各々の圧力は、何れも大気圧よりを上回るように制御されているため、第２シール部より上側の空間から空間１４ｓを経て大気が炉心管１１の内部（上部空間１１１ｓ及び下部空間１１２ｓ）に流入することを抑制できる。
When it is desired to eliminate a period in which alignment is difficult, the height of the
（製造方法Ｓ１）
本実施形態に係る光ファイバ裸線の製造方法Ｓ１は、図５に示すように、母材アッシーセット工程Ｓ１１、第１の線引き工程Ｓ１２、第２の線引き工程Ｓ１３、第３の線引き工程Ｓ１４、及び、第４の線引き工程Ｓ１５を含んでいる。
(Manufacturing method S1)
As shown in FIG. 5, the method S1 of producing a bare optical fiber according to this embodiment includes a base material assembly setting step S11, a first wire drawing step S12, a second wire drawing step S13, a third wire drawing step S14, And the fourth wire drawing step S15.
母材アッシーセット工程Ｓ１１は、母材アッシー２を線引き炉１の開始位置ｚ０にセットする工程である。この工程により、母材アッシー２は、図３の（ａ）に示した開始位置ｚ０にセットされる。そして、母材２１の下端部２１１を加熱溶融することにより光ファイバ裸線の線引きを開始する。
The base material assembly setting step S11 is a step of setting the
第１の線引き工程Ｓ１２は、シール素子１４２と母材２１とが接触した状態で光ファイバ裸線を線引きする工程である。
The first drawing step S12 is a step of drawing a bare optical fiber in a state where the sealing
第２の線引き工程Ｓ１３は、シール素子１４４と縮径部２３２とが接触するまで光ファイバ裸線を線引きする工程である。
The second drawing step S13 is a step of drawing a bare optical fiber until the
図３の（ａ）に示したｚ＝ｚ０の状態から、図３の（ｂ）に示したｚ＝ｚ１の状態までの期間は、シール素子１４２と母材２１とが接触した状態のまま、離間していたシール素子１４４と縮径部２３２とが接触するまで光ファイバ裸線を線引きする工程である。したがって、この期間においては、第１の線引き工程Ｓ１２と第２の線引き工程Ｓ１３とが重畳している。このように、本発明の一態様に係る製造方法Ｓ１では、第１の線引き工程Ｓ１２と第２の線引き工程Ｓ１３とが重畳していてもよい。
In the period from the state of z = z0 shown in (a) of FIG. 3 to the state of z = z1 shown in (b) of FIG. 3, the sealing
第３の線引き工程Ｓ１４は、シール素子１４４と縮径部２３２とが接触した状態で光ファイバ裸線を線引きする工程である。図３の（ｂ）に示したｚ＝ｚ１の状態から、シール素子１４４の同じ高さに縮径部２３２の上端面が到達するまでの期間がステップＳ１４の実施期間に相当する。
The third drawing step S14 is a step of drawing a bare optical fiber in a state where the
第４の線引き工程Ｓ１５は、シール素子１４４と同径部２３１とが接触した状態で光ファイバ裸線を線引きする工程である。シール素子１４４の同じ高さに同径部２３１の下端面が到達したときから、母材２１を用いて線引きができる下限位置まで母材アッシー２の位置ｚが移動したときまでの期間がステップＳ１５の実施期間に相当する。位置ｚが当該下限位置に到達した時点で、母材２１（母材アッシー２）を用いた線引きは、終了する。
The fourth drawing step S15 is a step of drawing a bare optical fiber in a state where the
（効果）
製造方法Ｓ１によれば、図３を参照して説明したように、第２の線引き工程Ｓ１３において、第２シール部のシール作用が徐々に高まる。そのため、空間１４ｓの内部の圧力が急激に上昇することを防止することができる。したがって、炉心管１１の内部の圧力が急激に上昇することも防止することができる。そのため、炉心管１１の内部の圧力変動に起因して光ファイバ裸線の直径が所定の直径公差の範囲から一時的に外れることを防止することができる。
(effect)
According to the manufacturing method S1, as described with reference to FIG. 3, in the second wire drawing step S13, the sealing action of the second seal portion is gradually increased. Therefore, it is possible to prevent the pressure in the
また、上述したように、製造方法Ｓ１において用いる母材アッシー２が備えているキャップ２３は、同径部２３１と縮径部２３２とを含んでいる。そして、製造方法Ｓ１は、第４の線引き工程Ｓ１５を含んでいる。
Further, as described above, the
キャップ２３が縮径部２３２に加え同径部２３１を含んでいることにより、キャップ２３の全長に依存することなく、縮径部２３２の長さを任意に設定することができる。したがって、第２の線引き工程Ｓ１３が終了するタイミング、換言すれば第２シール部がシール作用を十分に発揮するタイミングを設定するときの自由度を高めることができる。
By including the
また、本実施形態の製造方法Ｓ１では、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の線引き工程Ｓ１３は、シール素子１４２と母材２１とが接触した状態のまま、離間していたシール素子１４４と縮径部２３２とが接触するまで光ファイバ裸線を線引きする。
Further, in the manufacturing method S1 of the present embodiment, as shown in (a) and (b) of FIG. 3, in the second wire drawing step S13, separation is performed while the
この構成によれば、第１シール部のシール作用が発揮される期間と、第２シール部のシール作用が発揮される期間とは、重なる。したがって、炉心管１１の内部と線引き炉１の外部の空間とが、空間１４ｓを介して連通することを防止できる。その結果として、線引き炉１の外部から炉心管１１の内部に、空間１４ｓを介して大気が流入することを確実に防止できるので、炉心管の劣化を抑制することができる。
According to this configuration, the period in which the sealing action of the first seal portion is exhibited overlaps with the period in which the sealing action of the second seal portion is exhibited. Therefore, it is possible to prevent communication between the inside of the
なお、本発明の一態様に係る製造方法において、第２の線引き工程Ｓ１３は、シール素子１４２と母材２１とが離間した後に、シール素子１４４と縮径部２３２とを接触させる、ように構成されていてもよい。
In the manufacturing method according to one aspect of the present invention, the second wire drawing step S13 is configured to bring the
この構成によれば、第１シール部のシール作用が発揮される期間と、第２シール部のシール作用が発揮される期間とは、重ならない。したがって、母材２１の下端部２１１の位置を調整する調芯作業を実施できない期間をなくすことができる。換言すれば、任意のタイミングで調芯作業実施することがきる。
According to this configuration, the period in which the sealing action of the first seal portion is exhibited does not overlap the period in which the sealing action of the second seal portion is exhibited. Therefore, the period which can not carry out the alignment operation which adjusts the position of
また、本実施形態では、線引きの開始から終了までの全期間に亘って、空間１４ｓの圧力及び炉心管１１の圧力を積極的には制御しないものとして説明した。しかし、本発明の一態様に係る製造方法において、線引き炉１は、炉心管１１の内部の圧力を検出する第１の圧力センサと、空間１４ｓの圧力を検出する第２の圧力センサと、炉心管１１の内部の圧力と、空間１４ｓの圧力とを制御する制御部を更に備え、その制御部は、第１の線引き工程Ｓ１２のあとであって、シール素子１４２と母材２１とが離間するときに、空間１４ｓの圧力が炉心管１１の内部の圧力以上となるように制御する、ことが好ましい。なお、制御部は、空間１４ｓの圧力を制御するためには、ガス供給口１４３ｉに接続されたバルブの開度を制御し、炉心管１１の内部の圧力を制御するためには、ガス供給口１４１ｉに接続されたバルブの開度を制御するように構成されている。
Further, in the present embodiment, the pressure of the
炉心管１１にはガス供給口１４１ｉが設けられているため、炉心管１１の内部（上部空間１１１ｓ）のうち母材２１の近傍には、炉心管１１の上方から下方に向かう不活性ガスの流れが形成されている。上記の構成によれば、シール素子１４２と母材２１とが離間するときに、すなわち、第１シール部のシール作用が消失するときに、空間１４ｓの圧力は、炉心管１１の内部の圧力以上となるように制御されている。したがって、母材２１の近傍に形成された不活性ガスの流れは、依然として炉心管１１の上方から下方に向かったままであり、乱されることがない。このように、第１シール部のシール作用が消失するときに生じ得る不活性ガスの流れの乱れを抑制することができるため、第１シール部のシール作用が消失するときに生じ得る光ファイバ裸線の直径の変動を抑制することができる。
Since the
また、制御部は、線引きの開始から終了までの全期間に亘って、炉心管１１の圧力と、空間１４ｓの圧力とが何れも所望の圧力に近づくように、ガス供給口１４１ｉに接続されたバルブ及びガス供給口１４３ｉに接続されたバルブの各々を制御することが好ましい。このとき、制御部は、第１の圧力センサの検出結果に基づきガス供給口１４１ｉに接続されたバルブをフィードバック制御することによって、炉心管１１の圧力を所望の圧力に近づける。また、制御部は、第２圧力センサの検出結果に基づきガス供給口１４３ｉに接続されたバルブをフィードバック制御することによって、空間１４ｓの圧力を所望の圧力に近づける。
In addition, the control unit is connected to the
この構成によれば、空間１４ｓの内部の圧力が急激に上昇することを確実に防止することができる。したがって、炉心管１１の内部の圧力が急激に上昇することも確実に防止することができる。
According to this configuration, it is possible to reliably prevent the pressure in the
（キャップの変形例）
キャップ２３の第１の変形例であるキャップ１２３、及び、キャップ２３の第２の変形例であるキャップ２２３について、図６を参照して説明する。なお、キャップ１２３を含む母材アッシーを母材アッシー１０２と記載し、キャップ２２３を含む母材アッシーを母材アッシー２０２と記載する。母材アッシー１０２及び母材アッシー２０２は、母材アッシー２の変形例といえる。図６の（ａ）は、キャップ１２３の断面図である。図６の（ｂ）は、キャップ２２３の断面図である。
(Modification of cap)
A
図６の（ａ）に示すように、キャップ１２３は、上部キャップ１２３ａと下部キャップ１２３ｂとに分割されている。上部キャップ１２３ａは、キャップ２３の同径部２３１に対応する部分であり、キャップ１２３の上端面１２３ｔを含む。下部キャップ１２３ｂは、キャップ２３の縮径部２３２に対応する部分であり、キャップ１２３の下端面１２３ｂｂを含む。
As shown to (a) of FIG. 6, the
キャップ１２３が上部キャップ１２３ａと下部キャップ１２３ｂとに分割されているため、炉心管１１の内部から、母材２１を透過してキャップ１２３に入射した赤外線は、上部キャップ１２３ａと下部キャップ１２３ｂと境界１２３ｉにおいて反射又は散乱される確率が高まる。したがって、キャップ１２３は、キャップ２３と比較して、炉心管１１の内部からキャップ１２３の上方に伝わる輻射熱を抑制することができる。その結果として、吊り下げ支持装置の把持部など１キャップ２３の上方に位置するものが熱により変形したり、劣化することを抑制することができる。
Since the
また、キャップ１２３の下端面１２３ｂｂは、キャップ１２３の下端に位置し、ヒータ１３に近い。そのため、線引きが終了したときに、キャップ１２３の下端面１２３ｂｂが母材２１の上端面に融着されている場合がある。このような場合であっても、キャップ１２３は、上部キャップ１２３ａと下部キャップ１２３ｂとに分割されているため、少なくとも上部キャップ１２３ａを再利用することができる。キャップ２３においてその下端面が母材２１の上端面に融着された場合、キャップ２３を再利用することはできない。
The lower end face 123bb of the
図６の（ｂ）に示すように、キャップ２２３は、上部キャップ２２３ａと下部キャップ２２３ｂとに分割されている。したがって、キャップ２２３は、キャップ１２３の変形例ともいえる。
As shown in FIG. 6B, the
上部キャップ２２３ａの内壁２２３ａ１は、その下端面２２３ａｂから遠ざかるにしたがって、その内径が縮小するように構成されている。同様に、下部キャップ２２３ｂの内壁２２３ｂ１は、その下端面２２３ｂｂから遠ざかるにしたがって、その内径が縮小するように構成されている。
The inner wall 223a1 of the
この構成によれば、上部キャップ２２３ａの少なくとも下端面２２３ａｂ近傍を構成する内壁２２３ａ１は、下方に向かって開く傾斜を持つように構成されている。同様に、下部キャップ２２３ｂの少なくとも下端面２２３ｂｂ近傍を構成する内壁２２３ｂ１は、下方に向かって開く傾斜を持つように構成されている。そのため、内壁が下方に向かって開く傾斜を持たないキャップ１２３と比較して、炉心管１１の内部から母材２１を透過してキャップに入射しようとする赤外線は、内壁２２３ｂ１あるいは内壁２２３ａ１において斜め下方向に反射される確率が高まる。したがって、炉心管１１の内部からキャップ２２３の上方に伝わる輻射熱を抑制することができる。
According to this configuration, the inner wall 223a1 constituting at least the vicinity of the lower end face 223ab of the
また、キャップ１２３において、２つ以上に分割された区間のうち少なくとも１つの区間は、発泡石英ガラス製であることが好ましい。例えば、キャップ１２３において、上部キャップ１２３ａ及び下部キャップ１２３ｂの少なくとも一方が発泡石英ガラス製であり、その他方が石英ガラス製で有ることが好ましい。あるいは、キャップ１２３において、上部キャップ１２３ａ及び下部キャップ１２３ｂの両方が発泡石英ガラス製であってもよい。
Moreover, in the
発泡石英ガラスは、その内部に多くの気泡を含む石英ガラスである。したがって、発泡石英ガラスの内部には、石英ガラスと、気泡を構成するガスとの界面が無数に存在する。このような発泡石英ガラスに入射した赤外線は、石英ガラスに入射した場合と比較して、より高い確率で反射又は散乱される。したがって、上記の構成によれば、前記炉心管の内部から前記キャップの上方に伝わる輻射熱を更に抑制することができる。なお、キャップ２２３の上部キャップ２２３ａ及び下部キャップ２２３ｂの少なくとも一方が発泡石英ガラス製であってもよいし、図１に示したキャップ２３が発送石英ガラス製であってもよい。
Foamed quartz glass is quartz glass that contains many bubbles in its interior. Therefore, there are numerous interfaces between the quartz glass and the gas that constitutes the bubbles inside the foam quartz glass. Infrared rays incident on such foamed quartz glass are reflected or scattered at a higher probability than in the case of incident on quartz glass. Therefore, according to the above configuration, it is possible to further suppress radiant heat transmitted from the inside of the core tube to the upper side of the cap. Note that at least one of the
また、キャップ１２３の下端面１２３ｂｂ及びキャップ２３の内壁の少なくとも何れか一方は、その表面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ以上である、ことが好ましい。
The arithmetic mean surface roughness (Ra) of at least one of the lower end face 123bb of the
この構成によれば、キャップ１２３の下端面１２３ｂｂ及びキャップ１２３の内壁の各々の表面のＲａが０．２μｍ未満である場合と比較して、炉心管１１の内部から母材を透過してキャップ１２３に入射しようとする赤外線は、キャップ１２３の下端面１２３ｂｂ及びキャップ２３の内壁の少なくとも何れか一方において散乱される確率が高まる。したがって、炉心管１１の内部からキャップ１２３の上方に伝わる輻射熱を抑制することができる。なお、この構成は、キャップ２２３及びキャップ２３の何れにも適用可能である。
According to this configuration, as compared with the case where Ra of each surface of lower end face 123bb of
（線引き炉１０１）
線引き炉１の変形例である線引き炉１０１について、図７を参照して説明する。図７の（ａ）は、母材アッシー２が開始位置ｚ０にセットされた状態の線引き炉１０１の拡大断面図である。図７の（ａ）は、線引き炉１０１が備えているシールチャンバ１１４付近を拡大した拡大断面図である。図７の（ｂ）は、図５に示した第２の線引き工程Ｓ１３における母材アッシー２の位置を示した線引き炉１０１の拡大断面図である。
(Drawing furnace 101)
A drawing
線引き炉１０１は、図１などに示した線引き炉１が備えているシールチャンバ１４の代わりにシールチャンバ１１４を備えている。シールチャンバ１１４は、シールチャンバ１４と同様に、第１シール部、第２シール部、及び、スペーサブロック１１４６を備えている。
The
第１シール部を構成するシールブロック１１４１及びシール素子１１４２の各々は、それぞれ、シールチャンバ１４のシールブロック１４１及びシール素子１４２と同一である。
Each of the
第２シール部は、シールブロック１１４３と、シール素子１１４４とにより構成されている。シールブロック１１４３は、シールブロック１４３の代わりに採用している構成であり、（１）シールブロック１４３から貫通孔１４５１〜１４５ｎ及びガス供給口１４３ｉを省略し、（２）開口の内径を母材２１の外径よりも縮めることにより得られる。シールブロック１１４３には、貫通孔１４５１〜１４５ｎが設けられていないため、第２シール部はシールブロック１１４３の開口を取り囲む内縁に設けられたシール素子１１４４を採用している。シール素子１１４４は、グラファイトにより構成されたドーナツ型のシール素子である。
The second seal portion is configured of a
また、シールブロック１１４３の下端面は、スペーサブロック１１４６の上端面から離間可能なように構成されている。
The lower end surface of the
スペーサブロック１４６に対応するスペーサブロック１１４６には、シール素子１１４２とシール素子１１４４との間に位置する空間に不活性ガスを供給するガス供給口１１４６ｉが設けられている。ガス供給口１１４６ｉは、特許請求の範囲に記載の第２ガス供給口である。ガス供給口１１４６ｉは、シールチャンバ１４におけるガス供給口１４３ｉと同様に機能する。
A
線引き炉１０１は、線引き炉１と同様に、図５に示した製造方法Ｓ１を用いて光ファイバ裸線を線引きすることができる。ただし、シールブロック１１４３の開口の内径が母材２１の外径を下回るように構成されているため、線引き炉１０１の開始位置ｚ０に母材アッシー２をセットした状態（図７の（ａ）参照）では、第２シール部が母材２１の上端面に引っかかり、シールブロック１１４３とスペーサブロック１１４６とが離間している。
Like the drawing
なお、図７の（ｂ）に示すように、母材２１の上端面の位置がスペーサブロック１１４６の上端面の位置を下回るように母材アッシーが移動された場合には、シールブロック１１４３がスペーサブロック１１４６の上に載置された状態となる。
When the base material assembly is moved so that the position of the upper end face of the
製造方法Ｓ１において用いる線引き炉１は、このように第２シール部がスペーサブロック１１４６から分離可能なシールチャンバ１１４を備えていてもよい。
The drawing
（母材アッシーの変形例）
線引き炉１０１とともに線引きのために用いる母材アッシー２の変形例について、図８を参照して説明する。図８（ａ）は、図７に示す母材アッシー２の変形例である母材アッシー３０２を示す断面図である。図８の（ｂ）は、母材アッシー３０２が備えているキャップ３２３の正面図及び下面図である。図８の（ｃ）は、キャップ３２３の変形例であるキャップ４２３の正面図及び下面図である。
(Modified example of base material assembly)
A modification of the
図８に示すように、母材アッシー３０２は、母材３２１と、ハンドル２２と、キャップ３２３と、キャップシールとを備えている。キャップシールは、キャップシールブロック２４及びシール素子２５により構成されている。ハンドル２２、キャップシールブロック２４、及びシール素子２５の各々は、それぞれ、母材アッシー２を構成するハンドル２２、キャップシールブロック２４、及びシール素子２５と同一である。したがって、本変形例では、母材３２１と、キャップ３２３とについて説明する。
As shown in FIG. 8, the
母材３２１は、母材２１の上端面近傍の領域を、上方向に突出した円錐台形状に変形することによって得られる。光ファイバ裸線を線引きするときには、母材２１のようにその上端面２１２が水平面に沿うように成形された母材を利用することもあるが、母材３２１のようにその上端面近傍の領域が円錐台形状に成形された母材を利用することもある。
The base material 321 is obtained by deforming a region near the upper end surface of the
このような母材３２１を線引き炉１０１にセットする場合、第２のシール部を所定の位置に保持することができない。そこで、キャップ３２３は、キャップ２３と比較して、その下端につば部３２３３を更に備えている（図８の（ａ）参照）。
When such a base material 321 is set in the
図８の（ｂ）に示すように、つば部３２３３は、下方向から見た場合に外縁が円形であり、その中央にハンドル２２を通すための開口が設けられたドーナツ状の板状部材である。つば部３２３３の外縁の直径は、炉心管１１の上部炉心管１１１の内径を下回り、シールブロック１１４３の開口の内径を上回るように構成されている。本変形例において、つば部３２３３の直径は、母材３２１の外径と同程度になるように構成されている。
As shown in (b) of FIG. 8, the
このように直径が定められたつば部３２３３は、シールブロック１１４３を所定の位置に保持することができ、且つ、炉心管の内部に移動することもできる。
The diameter-defined
キャップ３２３を用いることにより、上端面近傍の領域を円錐台形状に成形された母材３２１を用いて線引きする場合であっても、線引き炉１０１を用いることができる。
By using the
〔実施例〕 〔Example〕
（第１の実施例）
図１に示した線引き炉１及び母材アッシー２を用いて光ファイバ裸線を線引きした。このとき、母材２１の外径を１５０ｍｍとし、ハンドル２２の外径を５０ｍｍとし、キャップ２３の内径を５４ｍｍとし、キャップ２３の縮径部２３２の上端面における外径Ｄｔ１を１５０ｍｍとし、縮径部２３２の下端面における外径Ｄｔ２を１２０ｍｍとした。また、第２シール部がシール作用が発揮したとき（図３の（ｂ）に示した状態）に、炉心管１１の圧力が６０Ｐａとなり、空間１４ｓの圧力が７０Ｐａとなるように、ガス供給口１４１ｉ，１４３ｉの各々に接続されたバルブを調整しておいた。また、線引きする光ファイバ裸線の外径を１２５μｍとし、許容できる公差を±０．７μｍとした。
(First embodiment)
A bare optical fiber was drawn using the
上記の構成で製造方法Ｓ１を実施した結果、その全区間の外径が公差の範囲内に収まった良好な光ファイバ裸線を得ることができた。 As a result of implementing the manufacturing method S1 with the above-described configuration, it was possible to obtain a good bare optical fiber in which the outer diameter of the entire section was within the tolerance.
（第２の実施例）
本実施例は、空間１４ｓの圧力が６０Ｐａとなるようにガス供給口１４３ｉに接続されたバルブを調整しておいた以外は、第１の実施例と同じである。
Second Embodiment
The present embodiment is the same as the first embodiment except that the valve connected to the
上記の構成で製造方法Ｓ１を実施した結果、その全区間の外径が公差の範囲内に収まった良好な光ファイバ裸線を得ることができた。 As a result of implementing the manufacturing method S1 with the above-described configuration, it was possible to obtain a good bare optical fiber in which the outer diameter of the entire section was within the tolerance.
（第３の実施例）
図７に示した線引き炉１０１及び母材アッシー２を用いて光ファイバ裸線を線引きした。本実施例は、線引き炉１０１を用いた以外は、第１の実施例と同じである。
Third Embodiment
A bare optical fiber was drawn using the
上記の構成で製造方法Ｓ１を実施した結果、その全区間の外径が公差の範囲内に収まった良好な光ファイバ裸線を得ることができた。 As a result of implementing the manufacturing method S1 with the above-described configuration, it was possible to obtain a good bare optical fiber in which the outer diameter of the entire section was within the tolerance.
なお、上述した第１〜第３の実施例において、ハンドルの上端部の最高温度は、３００℃であった。 In the first to third embodiments described above, the maximum temperature of the upper end portion of the handle was 300.degree.
（第４の実施例）
図１に示した線引き炉１及び図６に示した母材アッシー１０２を用いて光ファイバ裸線を線引きした。すなわち、本実施例では、キャップ１２３（石英ガラス製）を用いた。本実施例は、母材アッシー１０２を用いた以外は、第１の実施例と同じである。
Fourth Embodiment
A bare optical fiber was drawn using the
上記の構成で製造方法Ｓ１を実施した結果、その全区間の外径が公差の範囲内に収まった良好な光ファイバ裸線を得ることができた。また、母材アッシー２を母材アッシー１０２に変更したことによって、ハンドル２２の上端部の最高温度は、２００℃に抑えられた。
As a result of implementing the manufacturing method S1 with the above-described configuration, it was possible to obtain a good bare optical fiber in which the outer diameter of the entire section was within the tolerance. Further, by changing the
（第５の実施例）
本実施例は、キャップ１２３の上部キャップ１２３ａを石英ガラス製とし、下部キャップ１２３ｂを発泡石英ガラス製とした。なお、上部キャップ１２３ａ下底面及び内壁の双方をすりガラス状に加工した。この加工した表面における算術平均表面粗さは、０．２μｍ以上である。
Fifth Embodiment
In this embodiment, the
上記の構成で製造方法Ｓ１を実施した結果、その全区間の外径が公差の範囲内に収まった良好な光ファイバ裸線を得ることができた。また、母材アッシー２を母材アッシー１０２に変更したことによって、ハンドル２２の上端部の最高温度は、１５０℃に抑えられた。
As a result of implementing the manufacturing method S1 with the above-described configuration, it was possible to obtain a good bare optical fiber in which the outer diameter of the entire section was within the tolerance. Further, by changing the
（比較例） (Comparative example)
図１に示した線引き炉１及び母材アッシー２において、母材アッシー２が備えているキャップ２３を比較例のキャップに変更した。比較例のキャップは、キャップ２３から縮径部２３２を省略したものであり、その下端面から上端面に至る全区間の外径が概ね一定となるように構成されている。
In the
上記の構成で光ファイバ裸線の線引きを実施した結果、シール素子１４４の位置に比較例のキャップの下端面が到達し、シール素子１４４が比較例のキャップに接触したときに、空間１４ｓの圧力が３００Ｐａまで急激に上昇し、炉心管１１の圧力も１００Ｐａまで急激に上昇した。このとき、光ファイバ裸線の外径には１μｍ以上の変動が生じた。１μｍ以上の変動は、許容できる公差である±０．７μｍを上回る。
As a result of drawing the bare optical fiber in the above configuration, when the lower end face of the cap of the comparative example reaches the position of the sealing
また、本比較例では、線引きを実施している途中で光ファイバ裸線が断線し、線引きを最後まで実施することができなかった。これは、第１シール部及び第２シール部が同時に作用していることに起因して、うまく調芯できない期間が長く続いたためと考えられる。 Moreover, in this comparative example, the optical fiber bare wire was disconnected in the middle of performing the drawing, and the drawing could not be performed to the end. It is considered that this is because the period in which the alignment can not be performed well continues for a long time due to the first seal portion and the second seal portion acting at the same time.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
１，１０１ 線引き炉
１１ 炉心管
１１ｔ，１１ｂ 開口
１２ｉ ガス供給口
１２ 筐体
１２ｏ ガス排出口
１３ ヒータ
１４，１１４ シールチャンバ
１４１，１４３，１１４１，１１４３ シールブロック
１４２，１４４，１１４２，１１４４ シール素子
１４４ｉ，１４４ｊ サブ素子
１４１ｉ，１４３ｉ，１４５ｉ，１４５ｊ，１１４１ｉ，１１４６ｉ ガス供給口
１４６，１１４６ スペーサブロック
２，１０２ 母材アッシー
２１，３２１ 母材
２２ ハンドル
２３，１２３，２２３，３２３ キャップ
２３１，３２３１ 同径部
２３２，３２３２ 縮径部
１２３ａ，２２３ａ， 上部キャップ
１２３ｂ，２２３ｂ， 下部キャップ
３２３３ つば部
２４ キャップシールブロック
２５ シール素子
1,101
Claims (11)
その管軸が鉛直方向に沿い、上方から差し込まれる前記母材の下端部を収容可能な炉心管と、前記炉心管の内部に不活性ガスを供給する第１ガス供給口と、前記炉心管の上方に配置され、第１シール素子を含む第１シール部と、前記第１シール部の上方に配置され、第２シール素子を含む第２シール部と、前記第１シール素子と前記第２シール素子との間に位置する空間に不活性ガスを供給する第２ガス供給口と、を備えた線引き炉と、を用いて光ファイバ裸線を製造する製造方法であって、
前記キャップは、前記下端面におけるその外径が前記第２シール部の最小有効径を下回り、当該下端面から遠ざかるにしたがってその外径が拡大し、その最大径が前記最小有効径を上回る縮径部を含み、
前記第１シール素子と前記母材とが接触した状態のまま光ファイバ裸線を線引きする第１の線引き工程と、
離間していた前記第２シール素子と前記縮径部とが接触するまで光ファイバ裸線を線引きする第２の線引き工程と、
前記第２シール素子と前記縮径部とが接触した状態のまま光ファイバ裸線を線引きする第３の線引き工程とを含み、
前記第２の線引き工程において、前記第１ガス供給口及び前記第２ガス供給口には前記不活性ガスが供給されており、且つ、前記炉心管の内部の圧力及び前記空間の圧力は、大気圧を上回る、
ことを特徴とする製造方法。 A columnar base material is joined to the upper end surface of the base material along the central axis of the base material, the handle whose outer diameter is thinner than the base material, and the handle, the lower end surface of the base material A base material assembly in combination with a cylindrical cap in contact with the upper end face of the material;
A core tube capable of accommodating the lower end portion of the base material inserted from above along the vertical direction of the tube axis, a first gas supply port for supplying an inert gas to the inside of the core tube, and the core tube A first seal disposed above and including a first seal element, a second seal disposed above the first seal and including a second seal element, the first seal element, and the second seal And a wire drawing furnace including a second gas supply port for supplying an inert gas to a space located between the element and the element, and a manufacturing method for manufacturing a bare optical fiber wire using the wire drawing furnace,
The outer diameter of the lower end surface of the cap is smaller than the minimum effective diameter of the second seal portion, and the outer diameter of the cap increases as the distance from the lower end surface increases, and the maximum diameter of the cap decreases the minimum effective diameter. Including
A first drawing step of drawing a bare optical fiber while the first seal element and the base material are in contact with each other;
A second drawing step of drawing an optical fiber bare wire until the second seal element and the reduced diameter portion come into contact with each other;
Look including a third drawing step of drawing an optical fiber bare remain with the reduced diameter portion and the second sealing element is in contact,
In the second drawing step, the inert gas is supplied to the first gas supply port and the second gas supply port, and the pressure inside the core tube and the pressure in the space are large. Over the air pressure,
A manufacturing method characterized by
前記第２シール素子と前記同径部とが接触した状態のまま、光ファイバ裸線を線引きする第４の線引き工程とを更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。 The cap further includes an equal diameter portion including an upper end surface of the cap, an outer diameter of which exceeds the minimum effective diameter, and the outer diameter is approximately constant.
And a fourth drawing step of drawing a bare optical fiber while the second seal element and the same diameter portion are in contact with each other.
The manufacturing method according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。 In the second drawing step, the bare optical fiber is drawn until the second seal element which has been separated and the reduced diameter portion come into contact with each other while the first seal element and the base material are in contact with each other. Do,
The manufacturing method according to claim 1 or 2, characterized in that.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。 In the second wire drawing step, the second seal element is brought into contact with the reduced diameter portion after the first seal element and the base material are separated.
The manufacturing method according to claim 1 or 2, characterized in that.
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の製造方法。 The cap is divided into two or more sections including a lower cap constituting a section including the lower end surface of the cap and an upper cap constituting a section including the upper end surface of the cap.
The manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
ことを特徴とする請求項５に記載の製造方法。 At least one of the two or more sections is made of foamed quartz glass,
The manufacturing method according to claim 5,
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の製造方法。 The inner diameter of at least the lower end face of the cap is configured to decrease as the distance from the lower end face increases.
The manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that.
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の製造方法。 The arithmetic mean surface roughness of the surface of at least one of the lower end surface of the cap and the inner wall of the cap is 0.2 μm or more.
The manufacturing method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that.
前記制御部は、前記第１の線引き工程のあとであって、前記第１シール素子と前記母材とが離間するときに、前記空間の圧力が前記炉心管の内部の圧力以上となるように制御する、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の製造方法。 The drawing furnace further includes a control unit that controls the pressure of the space located between the first seal element and the second seal element, and the pressure inside the core tube.
The control unit is configured to make the pressure in the space equal to or higher than the pressure in the core tube when the first seal element and the base material are separated after the first wire drawing step. Control,
The manufacturing method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that.
前記母材アッシーとして組み立てられた場合に、前記ハンドルを取り囲み、その下端面が前記母材の前記上端面に接触するように構成されており、
前記下端面におけるその外径が、前記線引き炉を構成する炉心管の上方に配置されたシール部の最小有効径を下回り、当該下端面から遠ざかるにしたがってその外径が拡大し、その最大径が前記最小有効径を上回る縮径部を含む、
ことを特徴とするキャップ。 A columnar base material which becomes an optical fiber bare wire by being heated and melted in a wire drawing furnace and the upper end surface of the base material are joined along the central axis of the base material, and the outer diameter thereof is made from the base material A cylindrical cap that forms a base material assembly with a thin handle,
When assembled as the matrix assembly, the handle is surrounded so that the lower end surface is in contact with the upper end surface of the matrix,
The outer diameter of the lower end surface is smaller than the minimum effective diameter of the seal portion disposed above the core tube constituting the wire drawing furnace, and the outer diameter increases as the distance from the lower end surface increases. Including a reduced diameter portion above the minimum effective diameter,
Cap characterized by that.
ことを特徴とする請求項１０に記載のキャップ。 The cap further includes an equal diameter portion including an upper end surface of the cap, an outer diameter of which exceeds the minimum effective diameter, and the outer diameter is approximately constant.
11. A cap according to claim 10, characterized in that.
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