(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造でガラス母材を支持し、ダミー棒上端部を自在継手態様の簡単な形状の柔接合で直接支持し、設備の高さを増加させることなく、効果的に振動の伝達を抑制することができるガラス母材の支持部を備えた光ファイバ線引装置と線引方法を提供する。【解決手段】ガラス母材１１を吊り下げ支持する支持部１０は、フィーダ機構１４に把持固定されるチャック把持部材１５と、中間部材１６と、ガラス母材１１の上端部に把持固定されるガラス母材把持部材１７とを備える。中間部材１６は、略１８０度の位置で対向するように設けられた２つの突起１８を介してチャック把持部材１５に対して傾動可能に載置され、ガラス母材把持部材１７は、中間部材とチャック把持部材間の２つの突起１８と相対回転位置がずれた位置で、略１８０度の位置で対向するように設けられた２つの突起１９を介して中間部材１６に対して傾動可能に載置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ用ガラス母材を加熱溶融させて光ファイバを線引きする光ファイバ線引装置であって、
前記光ファイバ用ガラス母材を吊り下げ支持する支持部は、フィーダ機構のチャック部に把持固定されるチャック把持部材と、該チャック把持部材上に載置される中間部材と、該中間部材上に載置される前記光ファイバ用ガラス母材の上端部に把持固定されるガラス母材把持部材と、を備え、
前記中間部材は、略１８０度の位置で対向するように設けられた２つの突起を介して前記チャック把持部材に対して傾動可能に載置され、
前記ガラス母材把持部材は、前記中間部材と前記チャック把持部材間の前記２つの突起と相対回転位置がずれた位置で、略１８０度の位置で対向するように設けられた２つの突起を介して前記中間部材に対して傾動可能に載置されていることを特徴とする光ファイバ線引装置。
【請求項２】
前記２つの突起は、半球状であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ線引装置。
【請求項３】
前記中間部材と前記チャック把持部材間の前記２つの突起と、前記中間部材と前記ガラス母材把持部材間の前記２つの突起とが、相対回転位置で略９０度ずれていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ線引装置。
【請求項４】
前記チャック把持部材または前記中間部材の何れかの側に設けた前記２つの突起が、当接する相手側に設けた溝に係合して、相対回転位置が保持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバ線引装置。
【請求項５】
前記チャック把持部材および前記中間部材には、前記光ファイバ用ガラス母材を側面方向から組み付けることができるように切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバ線引装置。
【請求項６】
光ファイバ用ガラス母材を加熱溶融させて光ファイバを線引きする光ファイバ線引方法であって、
前記光ファイバ用ガラス母材を吊り下げ支持する支持部は、フィーダ機構のチャック部に把持固定されるチャック把持部材と、該チャック把持部材上に載置される中間部材と、該中間部材上に載置され前記光ファイバ用ガラス母材の上端部のダミー棒を把持固定するガラス母材把持部材と、からなり、
前記ガラス母材把持部材を、前記チャック把持部材に対して傾動可能にしながら線引きすることを特徴とする光ファイバ線引方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ用ガラス母材を加熱溶融させて光ファイバを線引する光ファイバ線引装置と、該線引装置を用いた光ファイバ線引方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの線引は、光ファイバ用ガラス母材（以下、ガラス母材という）をフィーダ機構に吊り下げ支持させ、加熱炉で加熱溶融されたガラス母材の下端から光ファイバを溶融垂下させて行われる。ガラス母材には、通常、ダミー棒を溶着して、その上端部をフィーダ機構のチャックに把持させて吊り下げ固定している。この場合、ダミー棒がガラス母材の一部となるような一体構造で結合されたものは、フィーダ機構の駆動やその他の設備からの振動がチャックを通じてガラス母材の固有振動を励起し、大きな振動を生じることがある。ガラス母材に大きな振動が生じると、線引している光ファイバの外径変動を生じさせるおそれがある。
【０００３】
一方、ダミー棒をガラス部材に溶着させる部分とチャックで把持する部分とを分離して、両者を円筒状の接続筒を用いて連結する形態のものがある（例えば、特許文献１参照）。この場合、互いに交差する２軸のピンを用いる（自在継手に近い形状）ことで、上記の一体構造のものと比べて、振動が吸収されるとしている。
また、この他、ガラス母材を水平の２方向に位置調整するＸＹステージに粘弾性体を介在させて振動を減衰させる方法もある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１４７９６７号公報
【特許文献２】特開２００４−２３８２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示のように、ダミー棒を２つに分けて接続筒を用いて連結すると、ダミー棒１つ分だけ余計に吊り下げ高さを上げる必要があり、設備の高さを高くする必要がある。また、特許文献２に開示のように、ダミー棒の支持部に粘弾性部材を用いる方法では、振動の吸収が不十分であり、また、粘弾性部材の劣化状態を管理する必要があり、コスト増となる。
【０００６】
本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、簡単な構造でガラス母材を支持することができ、ダミー棒上端部を自在継手態様の簡単な形状の柔接合で直接支持し、設備の高さを増加させることなく、効果的に振動の伝達を抑制することができるガラス母材の支持部を備えた光ファイバ線引装置と線引方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による光ファイバ線引装置は、光ファイバ用ガラス母材を加熱溶融させて光ファイバを線引きする光ファイバ線引装置であって、光ファイバ用ガラス母材を吊り下げ支持する支持部は、フィーダ機構のチャック部に把持固定されるチャック把持部材と、該チャック把持部材上に載置される中間部材と、該中間部材上に載置される光ファイバ用ガラス母材の上端部に把持固定されるガラス母材把持部材と、を備える。
上記の中間部材は、略１８０度の位置で対向するように設けられた２つの突起を介してチャック把持部材に対して傾動可能に載置され、ガラス母材把持部材は、中間部材とチャック把持部材間の２つの突起と相対回転位置がずれた位置で、略１８０度の位置で対向するように設けられた２つの突起を介して中間部材に対して傾動可能に載置されていることを特徴とする。
【０００８】
上記の２つの突起は、半球状であり、中間部材とチャック把持部材間の前記の２つの突起と、中間部材とガラス母材把持部材間の前記の２つの突起とが、相対回転位置で略９０度ずれていることが好ましい。
また、チャック把持部材または中間部材の何れかの側に設けた上記の２つの突起が、当接する相手側に設けた溝に係合して、相対回転位置が保持されていることが好ましい。
また、チャック把持部材および中間部材には、光ファイバ用ガラス母材を側面方向から組み付けることができるように切欠部が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガラス母材に溶着された一体構造のダミー棒の上端に固定されたガラス母材把持部材を、フィーダ機構のチャック部で把持固定されたチャック把持部材に載置するだけの簡単な構造で、吊り下げ支持させることができる。また、フィーダ機構からガラス母材側への振動の伝達を効果的に抑制することができる。
また、ダミー棒２本を、接続筒を介して接続する必要が無いので、設備の高さも低く抑えることが可能となる。」
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による光ファイバ線引装置の概略を説明する模式図である。
【図２】本発明で用いるガラス母材の吊り下げ支持部の一例を説明する図である。
【図３】図２の支持部の構成部材を示す図である。
【図４】図３のチャック把持部材の詳細を示す図である。
【図５】図３の中間部材の詳細を示す図である。
【図６】図３のガラス母材把持部材の詳細を示す図である。
【図７】本発明によるガラス母材の吊り下げ支持部の試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１により本発明の概略を説明する。図１において、１０は支持部、１１は光ファイバ用ガラス母材（ガラス母材）、１１ａはガラス母材部分、１１ｂはダミー棒部分、１２は光ファイバ、１３は加熱炉、１４はフィーダ機構、１４ａはチャック部、１５はチャック把持部材、１６は中間部材、１７はガラス母材把持部材、１８，１９は突起を示す。
【００１２】
本発明による光ファイバ線引装置で用いられる光ファイバ用ガラス母材（以下、ガラス母材という）１１は、図１（Ａ）に示すように、光ファイバとして線引されるガラス母材部分１１ａとこれに溶着一体化されたダミー棒部分１１ｂとからなる。
光ファイバの線引装置は、ガラス母材１１のダミー棒部分１１ｂの上端部を支持部１０で支持して吊り下げ、フィーダ機構１４でガラス母材１１を加熱炉１３に送り込むようにして構成される。そして、加熱炉１３に送り込まれたガラス母材１１は加熱溶融され、その溶融下端から垂下される光ファイバ１２が引き出される。
【００１３】
ガラス母材１１の吊り下げ支持は、ガラス母材１１のダミー棒部分１１ｂの上端部に設置される支持部１０を、フィーダ機構１４のチャック部１４ａに直接把持させるようにして行われる。
支持部１０は、フィーダ機構１４のチャック部１４ａで把持固定されるチャック把持部材１５と、このチャック把持部材上に載置される中間部材１６と、該中間部材上に載置されガラス母材１１の上端部１１ｂに把持固定されるガラス母材把持部材１７と、からなる。
【００１４】
チャック把持部材１５は、フィーダ機構１４のチャック部１４ａに把持固定され、ガラス母材１１のダミー棒部分１１ａを囲うようにして配置される部材で、ガラス母材１１を吊り下げ支持するベース部分となる。ガラス母材把持部材１７は、ダミー棒部分１１ａの上端部に把持固定される部材で、ガラス母材１１を吊り下げ支持する引っ掛け部分となる。中間部材１６は、チャック把持部材１５とガラス母材把持部材１７の間にフリー状態で配される部材で、ガラス母材把持部材１７をチャック把持部材１５に対して傾動可能とする自在継手態様の柔接合を形成する部分となる。
【００１５】
チャック把持部材１５と中間部材１６との対向面は、図１（Ｂ）の（ａ−ａ断面）で示すように、１８０度の位置で対向するように設けられた、例えば、半球状の２つの突起１８を介して接合される。この突起１８は、図１（Ａ）では、チャック把持部材１５側に固定的に設け、球面が中間部材１６の下面に当接する形態で示しているが、突起１８を中間部材１６の下面側に固定的に設け、球面がチャック把持部材１５の上面に当接する形態であってもよい。
なお、ここでは半球状の突起を例示するが、突起は円錐状や、角錐形状であってもよく、頂点を持つ突起であれば良い。
【００１６】
ガラス母材把持部材１７と中間部材１６との対向面は、図１（Ｂ）の（ｂ−ｂ断面）で示すように、チャック把持部材１５に設けた突起１８と９０度ずれた位置で、１８０度の位置で対向するように設けられた半球状の２つの突起１９を介して接合される。なお、この位置は９０度ずれた位置とすることが望ましいが、必ずしも９０度でなくても良く、０度でなければ良い。また、この突起１９は、図１（Ａ）では、中間部材１６側に固定的に設け、球面がガラス母材把持部材１７の下面に当接する形態で示しているが、突起１９をガラス母材把持部材１７の下面側に固定的に設け、球面が中間部材１６の上面に当接する形態であってもよい。なお、ガラス母材把持部材１７は、図１（Ｂ）の（ｃ−ｃ断面）で示すように、ガラス母材１１に対して固定された状態で支持される。
【００１７】
チャック把持部材１５と中間部材１６とを、上記のａ−ａ断面のように接合させることで、中間部材１６は２つの突起１８を支点として、チャック把持部材１５のＸ軸に対して傾動可能に載置される。
また、ガラス母材把持部材１７と中間部材１６とを、上記のｂ−ｂ断面のように接合させることで、ガラス母材把持部材１７は２つの突起１９を支点として、中間部材１６の上記のＸ軸と直交するＹ軸に対して傾動可能に載置される。
【００１８】
上記の互いに位置が９０度ずれた２つの突起１８と１９を支点とすることにより、フィーダ機構１４のチャック部１４ａにより把持固定されたチャック把持部材１５に対して、ガラス母材把持部材１７は、互いに直交するＸＹ軸の２方向に対して傾動可能に載置される。この結果、ガラス母材把持部材１７に固定されて吊り下げ支持されるガラス母材１１は、吊り下げ方向である垂直方向に対して、支持部１０を支点として互いに直交する水平な２方向に対して揺動可能な柔接合で支持される。
【００１９】
図２〜６は、上述した支持部を具体化した一例を示す図である。図において、２１はチャック把持部材、２２は中間部材、２３はガラス母材把持部材、２４は蓋部材、を示す。なお、図２において、チャック把持部材２１は図１のチャック把持部材１５に相当するものであり、中間部材２２は図１の中間部材１６に相当するものであり、ガラス母材把持部材２３は図１のガラス母材把持部材１５に相当するものである。
【００２０】
本例の支持部２０は、円筒状に形成されたチャック把持部材２１の上部段部に、リング状に形成された中間部材２２を同心状に載置し、この中間部材２２上に円筒状に形成されたガラス母材把持部材２３を同心状に載置して構成される。なお、ガラス母材把持部材２３の上面には、円板状の蓋部材２４を載置するようにしてもよい。これらの構成部材は、ステンレス等の金属材により形成され、鋳造または機械加工で形成される。
【００２１】
図３，４に詳細に示すように、チャック把持部材２１は、中間の胴部２１ａの上部に、内部に段部２１ｅを有する太径部２１ｂが形成され、下部にも同じような太径部２１ｃを設けた筒形状で、筒壁の一部を削除して開口部２１ｄとしている。なお、この開口部２１ｄは、吊り下げ支持するガラス母材１１が側面方向から挿通し得る程度の幅で形成される。胴部２１ａは、図１で説明したフィーダ機構のチャック部１４ａ（図２参照）で把持する部分で、チャック部による把持がしやすいように、上下の太径部２１ｂと２１ｃより径が小さくされている。
【００２２】
チャック把持部材２１の上部側太径部２１ｂの段部２１ｅは、中間部材２２が載置接合される段部であって、図４に示すように、段部２１ｅの面上に突き出るように、半球状の２つの突起２５が設けられている。この突起２５は、図１で説明した突起１８に相当するもので、略１８０度の位置で対向するように設けられ、中間部材２２を傾動可能に支持する支点となる。
【００２３】
中間部材２２は、図３，５に詳細に示すように、チャック把持部材２１の段部２１ｅに載置されるリング形状の部材で、チャック把持部材２１に設けた開口部２１ｄと同程度の幅の切欠部２２ｂが形成され、Ｕ字状ないしは蹄鉄形状とされる。この中間部材２２は、チャック把持部材２１に設けた２つの突起２５により、段部２１ｅの面上に傾動可能に接合される。また、この中間部材２２の下面２２ｃには、チャック把持部材２１に設けた突起２５と一致する位置に溝２７が形成されている。
なお、チャック把持部材２１に突起２５を設ける代わりに、中間部材２２側に設けるようにしてもよく、この場合、チャック把持部材２１側に溝２７が設けられる。
【００２４】
中間部材２２をチャック把持部材２１の段部２１ｅに載置したとき、段部２１ｅの面上から突き出る突起２５の先端部分が、溝２７に係合することでチャック把持部材２１と中間部材２２との周方向の位置決めがされる。これにより、チャック把持部材２１に設けた開口２１ｄと中間部材２２との切欠部２２ｂを一致させ、中間部材２２がチャック把持部材２１に対して回動するのを抑制することができる。なお、突起２５と溝２７の係合により、中間部材２２の傾動が妨げられないように、突起２５の突き出し量または溝２７の深さが決められている。
【００２５】
また、中間部材２２の上面２２ｄには、例えば、溝２７から９０度ずれた位置で、半球状の２つの突起２６が設けられている。この突起２６は、図１で説明した突起１９に相当するもので、略１８０度の位置で対向するように設けられ、ガラス母材把持部材２３を傾動可能に支持する支点となる。なお、中間部材２１に突起２６を設ける代わりに、ガラス母材把持部材２３側に設けるようにしてもよい。
【００２６】
ガラス母材把持部材２３は、図３，６に詳細に示すように、筒状の把持部２３ａとフランジ部２３ｂからなり、フランジ部２３ｂにはガラス母材が貫通する孔２３ｃが形成されている。ガラス母材把持部材２３は、フランジ部２３ｂの下面が中間部材２２の上面２２ｄに形成された２つの突起２６により、中間部材２２の上面２２ｄに傾動可能に接合される。
【００２７】
ガラス母材把持部材２３の把持部２３ａは、ヒンジ部２３ｄと開閉部２３ｅにより開閉可能に形成され、内部にガラス母材の外面を把持するプレート２３ｆ，２３ｇ，２３ｈが取り付けられている。ガラス母材把持部材２３は、把持部２３ａを開いた状態でガラス母材の上端部をフランジ部２３ｂの孔２３ｃに挿通させた後、開閉部２３ｅを閉じ、把持部２３ａにネジ部材２３ｉで固定することにより、ガラス母材の上端部に固定される。なお、ガラス母材への把持固定は、プレート２３ｆ，２３ｇで形成するＶ字面にプレート２３ｈでガラス部材を押し付ける３点把持で行われている。
【００２８】
上記のように構成された支持部は、図２に示すように、例えば、ガラス母材把持部材２３がガラス母材１１の上端部に取り付けられた後に、予めフィーダ機構のチャック部１４ａに把持されているチャック把持部材２１に組み付けることにより、ガラス母材１１を吊り下げ支持させることができる。
【００２９】
まず、チャック把持部材２１には、中間部材２２が位置決めされて載置される。次いで、チャック把持部材２１と中間部材２２の側面に形成された開口部２１ｄと２２ｂから、ガラス母材１１を挿通させ、ガラス母材の上端部に取り付けられたガラス母材把持部材２３を、チャック把持部材２１内に落とし込み、フランジ部２３ｂを中間部材２２の上面に載置し接合する。なお、ガラス母材把持部材２３の上面には、蓋部材２４を載置してガラス母材１１が貫通される孔２３ｃの隙間を塞ぐようにしてもよい。
【００３０】
上記の構成によれば、チャック把持部材１５の上面および中間部材２２の上面に設けられ互いに位置が９０度ずれた２組の突起を支点として、ガラス母材把持部材２３は、フィーダ機構のチャック部１４ａにより把持固定されたチャック把持部材２１に対して、互いに直交する２方向に対して傾動可能に載置される。この結果、ガラス母材把持部材２３に固定されて吊り下げ支持されるガラス母材１１は、吊り下げ方向である垂直方向に対して、上端部の支持部２０を支点として互いに直交する水平なＸＹの２方向（図１参照）に対して揺動可能な柔接合で支持される。
【００３１】
図７は、本発明によるガラス母材の支持部を評価した試験結果を示す図である。試験には、ガラス母材の外径３６ｍｍφで同径のダミー棒を溶着した全長２１１５ｍｍの試料と、ガラス母材の外径７０ｍｍφで外径３６ｍｍφのダミー棒を溶着した全長１８３０ｍｍの試料を用いて行った。
【００３２】
試験は、図２〜６で説明した本発明による支持部（本発明装置）を用いた場合と、ガラス母材上端をチャックで直接把持しただけの場合とで行った。試験内容は、フィーダ機構でガラス母材を吊り下げ支持し、フィーダ機構のタラップを昇降することにより加振、または加振せずに吊り支持されたガラス母材下端に生ずる最大振幅の大きさを、図１のＸＹの２方向で測定し、その振幅の大きさを比較した。なお、振幅の比較は、「本発明装置の場合の最大振幅／直接把持の場合の最大振幅」の振幅比で行った。
【００３３】
試験の結果、ガラス母材をチャック等で直接把持して吊り下げ支持する場合と比べて、本発明の柔接合を用いてガラス母材を吊り下げ支持する方が、何れの場合も、振幅比は１.０未満で、振幅の大きさを小さくすることができた。
また、本発明による光ファイバ線引装置で、フィーダ機構に７〜１３Ｈｚ、振幅が１９０μｍの振動があるとき、ガラス母材外径３６ｍｍφ、全長１４２０ｍｍでは、ガラス母材の下端での最大振幅が２０μｍで、このときの線引された光ファイバの外径変動は０.３μｍであった。
【符号の説明】
【００３４】
１０，２０…支持部、１１…光ファイバ用ガラス母材（ガラス母材）、１１ａ…ガラス母材部分、１１ｂ…ダミー棒部分、１２…光ファイバ、１３…加熱炉、１４…フィーダ機構、１４ａ…チャック部、１５，２１…チャック把持部材、１６，２２…中間部材、１７，２３…ガラス母材把持部材、１８，１９，２５，２６…突起、２４…蓋部材、２７…溝。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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