(57)【要約】【課題】不純物を原因として光ファイバの機械強度が低下するのを防ぐことができる光ファイバ紡糸装置を提供する。【解決手段】光ファイバ母材２を収容する炉心管３と、炉心管３内の光ファイバ母材２を加熱溶融して光ファイバとする加熱部４と、炉心管３を経た光ファイバ５が挿通する挿通孔８を有する徐冷部７とを備え、徐冷部７は、挿通孔８内面がカーボン材またはセラミックからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材を収容する炉心管と、
この炉心管内の光ファイバ母材を加熱溶融して光ファイバとする加熱部と、
前記炉心管を経た光ファイバが挿通する挿通孔を有する徐冷部とを備え、
この徐冷部は、少なくとも挿通孔内面がカーボン材またはセラミックからなることを特徴とする光ファイバ紡糸装置。
【請求項２】
前記徐冷部は、複数の分割体からなり、これら分割体が、挿通孔内径が変化するように相対移動可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ紡糸装置。
【請求項３】
前記徐冷部は、挿通孔内面をなす内側部材と、外側部材とを備え、
前記内側部材がカーボン材またはセラミックからなり、前記外側部材が金属材料からな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紡糸装置。
【請求項４】
前記挿通孔が、炉心管に面して形成された導入部と、この導入部に連なる主孔部とを有し、前記導入部は、最も炉心管に近い部分の内径が主孔部の内径より大きいことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の光ファイバ紡糸装置。
【請求項５】
前記導入部は、主孔部に向けて内径が徐々に小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ紡糸装置。
【請求項６】
前記主孔部の前記導入部と接する位置の内径が、前記主孔部の光ファイバ出口の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の光ファイバ紡糸装置。
【請求項７】
前記主孔部は、光ファイバ出口に向けて徐々に内径が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ紡糸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材を加熱溶融し縮径して光ファイバを得る光ファイバ紡糸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の光ファイバ紡糸装置の一例を示すものである。
この光ファイバ紡糸装置３１は、光ファイバ母材２を収容する炉心管３と、光ファイバ母材２を加熱する加熱部４と、徐冷部２７とを備えている。
徐冷部２７は、光ファイバ５を徐冷するためのもので、炉心管３の下端部から下方に向けて形成された管状体である。
徐冷部２７は、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料からなり、その内部は、光ファイバ５が挿通する挿通孔２８となっている。
この種の光ファイバ紡糸装置としては、特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
光ファイバ紡糸装置３１によって光ファイバを製造するには、加熱部４によって光ファイバ母材２の先端を加熱溶融して縮径し、光ファイバ５を得る。
光ファイバ５は徐冷部２７の挿通孔２８に導入され、ここで徐々に冷却される。
【特許文献１】特許第２８０８５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記光ファイバ紡糸装置では、光ファイバ５が高温となるため、輻射熱により徐冷部２７も高温となる。このため、徐冷部２７を構成する金属材料が蒸発して光ファイバ５に付着または混入し、光ファイバ５の機械強度低下の原因となることがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、不純物を原因として光ファイバの機械強度が低下するのを防ぐことができる光ファイバ紡糸装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る光ファイバ紡糸装置は、光ファイバ母材を収容する炉心管と、この炉心管内の光ファイバ母材を加熱溶融して光ファイバとする加熱部と、前記炉心管を経た光ファイバが挿通する挿通孔を有する徐冷部とを備え、この徐冷部の少なくとも挿通孔内面がカーボン材またはセラミックからなることを特徴とする。
本発明の請求項２に係る光ファイバ紡糸装置は、請求項１において、前記徐冷部が、複数の分割体からなり、これら分割体が、挿通孔内径が変化するように相対移動可能とされていることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る光ファイバ紡糸装置は、請求項１または２において、前記徐冷部が、挿通孔内面をなす内側部材と、外側部材とを備え、前記内側部材がカーボン材またはセラミックからなり、前記外側部材が金属材料からなることを特徴とする。
本発明の請求項４に係る光ファイバ紡糸装置は、請求項１〜３のうちいずれか１項において、前記挿通孔が、炉心管に面して形成された導入部と、この導入部に連なる主孔部とを有し、前記導入部が、最も炉心管に近い部分の内径が主孔部の内径より大きいことを特徴とする。
本発明の請求項５に係る光ファイバ紡糸装置は、請求項４において、前記導入部が、主孔部に向けて内径が徐々に小さくなるように形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項６に係る光ファイバ紡糸装置は、請求項１〜５のうちいずれか１項において、前記主孔部の前記導入部と接する位置の内径が、前記主孔部の光ファイバ出口の内径よりも大きいことを特徴とする。
本発明の請求項７に係る光ファイバ紡糸装置は、請求項６において、前記主孔部が、光ファイバ出口に向けて徐々に内径が小さくなるように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の光ファイバ紡糸装置では、挿通孔内面がカーボン材またはセラミックからなるので、光ファイバによって挿通孔内面が高温となった場合でも徐冷部材料の蒸発が起こりにくく、光ファイバへの不純物混入が発生しにくくなる。
従って、不純物の混入を原因として光ファイバの機械強度が低下するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１および図２は、本発明の光ファイバ紡糸装置の一例を示す要部拡大図である。
この光ファイバ紡糸装置１は、光ファイバ母材２を収容する炉心管３（紡糸炉本体）と、光ファイバ母材２を加熱する加熱部４と、徐冷部７とを備えている。
炉心管３は、カーボン等の高耐熱性材料からなる。炉心管３は、内部に不活性ガス（ヘリウム、アルゴン、窒素など）を供給できるようにするのが好ましい。
加熱部４としては、抵抗線を有するヒータ、高周波誘導コイルなどが好ましい。
【０００８】
徐冷部７は、光ファイバ５を徐冷するためのもので、炉心管３の下端部から下方に向けて形成された管状体とするのが好ましい。
徐冷部７の内部は、光ファイバ５が挿通する挿通孔８となっている。挿通孔８の内径は炉心管３の内径より小さくするのが好ましい。
徐冷部７の長さは、５０〜１０００ｍｍ程度が好ましい。
【０００９】
徐冷部７は、光ファイバ５に面する部分である挿通孔８の内面が、カーボン材またはセラミックからなる。
カーボン材としては、グラファイトを用いることができる。カーボン材はアモルファスカーボンを含んでいてもよい。
セラミックとしては、例えばＢＮ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＷＣ、ＴｉＣ、Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４が使用でき、なかでも特に、ＢＮ（ボロンナイトライド）が好ましい。
なお、徐冷部７は少なくとも挿通孔８内面がカーボン材またはセラミックで構成されていればよく、該内面の表層部分がカーボン材またはセラミックで構成され、それ以外の部分が他の材料で構成されていても良い。
【００１０】
挿通孔８は、炉心管３に面して形成された導入部１０と、導入部１０に連なる主孔部９とを有する。
導入部１０は、最も炉心管３に近い部分である最上部の内径が、主孔部９の内径より大きくされている。導入部１０は、主孔部９に向けて内径が徐々に小さくなるように形成され、その内面は、挿通孔８の軸方向に対しほぼ一定の角度で傾斜している。
挿通孔８の軸方向に対する導入部１０の内面の角度αは、４５°以下が好ましい。この傾斜角度αをこの範囲とすることによって、光ファイバ製造開始時に挿通孔８が光ファイバ材料で閉塞するのを防ぐことができる。
導入部１０の最上部の内径は、例えば３０〜１００ｍｍとすることができる。導入部１０の最下部の内径は主孔部９の内径にほぼ等しくすることができる。
主孔部９は、導入部１０の下端から下方に延びるよう形成され、内径はほぼ一定とされている。主孔部９の内径は、例えば５〜３０ｍｍとすることができる。
【００１１】
徐冷部７は、複数の分割体１１からなることが好ましい。図示例では、徐冷部７は、挿通孔８の軸方向に沿って分割された２つの半筒状の分割体１１からなる。
図３に示すように、分割体１１は、挿通孔８の径方向（図１〜図３における左右方向）に相対移動できるようになっている。
【００１２】
次に、光ファイバ紡糸装置１を用いて光ファイバを製造する方法を説明する。
炉心管３内に収容された光ファイバ母材２の先端部分を、加熱部４を用いて光ファイバ母材２の軟化点以上の温度に加熱する。溶融した光ファイバ母材２を紡糸することにより光ファイバ５を得る。加熱温度は例えば２０００℃程度とすることができる。
光ファイバ５は、徐冷部７の挿通孔８を挿通して下方に引き取られる。
【００１３】
光ファイバ母材２の溶融開始時には、溶融材料の先端が略球状の塊となることがある。
この塊の直径は例えば約１０ｍｍである。
図３に示すように、この溶融材料塊が落下する際には、分割体１１を、挿通孔８の内径が大きくなるように、すなわち互いに離間するように移動させる。離間した状態の分割体１１の内径、すなわち図３に示す離間距離βは、例えば１５〜３０ｍｍとすることができる。
これによって、溶融材料塊は容易に挿通孔８を通過するため、挿通孔８が閉塞するのを防ぐことができる。
【００１４】
徐冷部７には、炉心管３に面して、最上部の内径が大きい導入部１０が形成されているため、溶融材料塊による挿通孔８の閉塞が起こりにくくなる。
さらには、導入部１０が、主孔部９に向けて内径が徐々に小さくなるように形成されているので、溶融材料塊が導入部１０内面に付着した場合でも、溶融材料塊が導入部１０に沿って直ちに流下する。このため、挿通孔８の閉塞を起こりにくくすることができる。
【００１５】
光ファイバ紡糸装置１では、挿通孔８内面がカーボン材またはセラミックからなるので、光ファイバ５によって挿通孔８内面が高温となった場合でも、徐冷部７の材料の蒸発が起こりにくく、光ファイバ５への不純物混入が発生しにくくなる。
従って、不純物の混入を原因として光ファイバ５の機械強度が低下するのを防ぐことができる。
【００１６】
図４は、本発明の光ファイバ紡糸装置の他の例を示すものである。
この光ファイバ紡糸装置２１は、徐冷部１７が、内側部材１３と、外側部材１４とを備えて構成されている。
内側部材１３は、挿通孔１８の内面をなす筒状の内筒部１３ａと、内筒部１３ａの上端部から外方に延びる延出部１３ｂと、延出部１３ｂの外縁部から下方に突出する突出部１３ｃとを備えている。
【００１７】
内側部材１３は、カーボン材またはセラミックからなる。
挿通孔１８は、導入部２０と、これに連なる主孔部１９とを有する。
外側部材１４は、筒状の外筒部１４ａと、外筒部１４ａの外縁部から上方に突出する突出部１４ｂとを備えている。外筒部１４ａの上面には、突出部１３ｃが嵌合する凹部１４ｃが形成されている。
外側部材１４は、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属材料からなる。
【００１８】
光ファイバ紡糸装置２１では、徐冷部１７が、カーボン材またはセラミックからなる内側部材１３と、金属材料からなる外側部材１４とで構成されているので、カーボン材またはセラミックのみからなる徐冷部７（図１を参照）に比べ、徐冷部１７の機械的強度を高めることができる。
【００１９】
図６は、図４に示す光ファイバ防止装置の他の例を示すものである。
本例の光ファイバ防止装置は、主孔部１９に光ファイバ出口に向かってテーパ形状に内径が小さくなる構造を有する。このテーパ角は１０度以下が好ましい。本例の光ファイバ防止装置は、主孔部１９にこのようなテーパ部を有することにより、徐冷部１７が長くなった場合、光ファイバ製造開始時に挿通孔１８でファイバが引っかかり、紡糸炉内でファイバが詰まることを防ぐことができる。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
図１および図２に示す光ファイバ紡糸装置１を作製した。
炉心管３の内径は４０ｍｍとした。徐冷部７はカーボン製とし、長さは１５０ｍｍとした。主孔部９の内径は１０ｍｍ、導入部１０の最上部の内径は４０ｍｍ、長さは５０ｍｍとした。傾斜角度αは４５°とした。
この光ファイバ紡糸装置１を使用して、シングルモード光ファイバ用の光ファイバ母材２から、紡糸張力１００ｇｆ、紡糸線速３００ｍ／分で光ファイバ５を製造した。炉心管３内の温度は約２０００℃とした。
【００２１】
（実施例２）
図４に示す光ファイバ紡糸装置２１を作製した。
内側部材１３はカーボン製とし、外側部材１４はアルミニウム合金製とした。その他の条件は実施例１と同様とした。
この光ファイバ紡糸装置２１を使用して、実施例１と同様にして光ファイバ５を製造した。
【００２２】
（実施例３）
内側部材１３をボロンナイトライド製とすること以外は実施例２と同様の構成とした紡糸装置２１を使用して、実施例１と同様にして光ファイバ５を製造した。
【００２３】
（実施例４）
内側部材１３を炭化珪素製とすること以外は実施例２と同様の構成とした紡糸装置２１を使用して、実施例１と同様にして光ファイバ５を製造した。
【００２４】
（実施例５）
図６に示す光ファイバ防止装置を作製した。
内部部材１３はカーボン製とし、外側部材１４はアルミニウム合金製とした。炉心管の内径は４０ｍｍ、導入部の傾斜角度は４５度、主孔部の傾斜角度は５度とした。この光ファイバ防止装置を使用して、実施例１と同様に光ファイバ５を製造した。
【００２５】
（比較例）
図５に示す光ファイバ紡糸装置３１を作製した。
徐冷部２７はアルミニウム合金製とした。その他の条件は実施例１と同様とした。
この光ファイバ紡糸装置３１を使用して、実施例１と同様にして光ファイバ５を製造した。
【００２６】
実施例１〜５および比較例の光ファイバ紡糸装置を使用して、それぞれ１０本の光ファイバ母材２を用いて光ファイバ５を製造し、１．０％プルーフテストにおける光ファイバ５の断線回数を測定した。１．０％プルーフテストは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ６５０．１に規定される方法で行った。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2006256949.tif 000003
【００２８】
表１より、挿通孔内面がカーボンまたはセラミックからなる実施例１〜５では、機械強度低下が起こらなかったことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の光ファイバ紡糸装置は、マルチモード光ファイバや、シングルモード光ファイバの製造に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の光ファイバ紡糸装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す光ファイバ紡糸装置を示す要部拡大図である。
【図３】図１に示す光ファイバ紡糸装置を示す要部拡大図である。
【図４】本発明の光ファイバ紡糸装置の他の例を示す要部拡大図である。
【図５】従来の光ファイバ紡糸装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】図４に示す光ファイバ紡糸装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１、２１…光ファイバ紡糸装置、２…光ファイバ母材、３…炉心管、４…加熱部、５…光ファイバ、７、１７…徐冷部、８、１８…挿通孔、９、１９…主孔部、１０、２０…導入部、１１…分割体、１３…内側部材、１４…外側部材。
【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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