(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ用線引炉の上端開口部と前記上端開口部から挿入された光ファイバ母材との間の隙間をシールする光ファイバ用線引炉のシール構造であって、
内周側に複数のスリットが切り込まれたリング状のシール部材と、前記シール部材を、外周側に比べて内周側が水平方向より下向きに傾いた状態で保持する保持部と、を備え、
前記シール部材は、リングの一部を切り抜いて非連続にし、非連続となった両端を重ねて下向きに傾いた形状にし、前記保持部に保持させ、
前記シール部材の内周側の先端部を前記光ファイバ母材の側面に当接させることで、前記隙間をシールすることを特徴とする光ファイバ用線引炉のシール構造。
【請求項２】
光ファイバ用線引炉の上端開口部と前記上端開口部から挿入された光ファイバ母材との間の隙間をシールする光ファイバ用線引炉のシール構造であって、
内周側に複数のスリットが切り込まれたリング状のシール部材と、前記シール部材を、外周側に比べて内周側が水平方向より下向きに傾いた状態で保持する保持部と、を備え、
前記シール部材は、内径の異なるものが各々１枚以上ずつ重ねられており、
前記シール部材の内周側の先端部を前記光ファイバ母材の側面に当接させることで、前記隙間をシールすることを特徴とする光ファイバ用線引炉のシール構造。
【請求項３】
前記シール部材は、各々の前記スリットが上下で同じ位置にならないようにずらして２枚以上重ねら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用線引炉のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ用線引炉の上端開口部と光ファイバ母材との間の間隙をシールする光ファイバ用線引炉のシール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、例えば石英を主成分として形成された光ファイバ母材を線引炉にて加熱して引き出される。この線引炉の炉内部品材料としては、主にカーボンが使われており、このカーボンの酸化を防ぐためにヘリウム、アルゴンなどの希ガスまたは窒素ガス（以下、不活性ガス等と称す）が炉内に充填されている。
【０００３】
そして、さらに炉内圧力を陽圧にすることにより、炉外の空気（酸素）が炉内に入り込むことを防いでいるが、線引炉の上端部における光ファイバ母材の導入口の隙間、つまり線引炉の上端開口部における光ファイバ母材との隙間でうまく気密がとれていないと（シールされていないと）、炉外の空気を巻き込んでしまうことになる。
従って、炉外空気を炉内に巻き込まないように、線引炉の上端部の隙間をシールするシール機構が必要となる。また、この部分をうまくシールすることができれば、不活性ガス等の使用量を減らすことができ、コスト低減につなげることも可能である。
【０００４】
特許文献１には、シール構造をもった光ファイバの線引装置が開示されている。この線引装置は、光ファイバ母材を通す挿通口を設けたＸ−Ｙテーブルと、その挿通口の内周部に配置された内径可変形のシール機構と、Ｘ−Ｙテーブルの直上にあり、光ファイバ母材の外径を計測する外径計測手段と、Ｘ−ＹテーブルのＸ方向中心に対する光ファイバ母材のずれ量及びＹ方向中心に対するずれ量を計測するずれ量計測手段とを備えている。ここで、外径計測手段及びずれ量計測手段としてはＣＣＤカメラが設けられている。
【０００５】
さらに、この線引装置は、ずれ量計測手段の計測データを元に、Ｘ−Ｙテーブルの中心位置が光ファイバ母材の中心に一致すべくＸ−Ｙテーブルの移動制御を行うとともに、外径計測手段の計測データを元に、シール機構の内径を光ファイバ母材の外径に対し常時一定のクリアランスに保持すべく縮開制御を行う制御手段を備えている。
【０００６】
また、特許文献２には、光ファイバ用線引炉におけるシール構造として、リング状のシール部材を光ファイバ母材の周囲に設ける技術が開示されている。図６は、このシール構造を示す図で、図６（Ａ）はシール構造の断面図、図６（Ｂ）はスリット無しカーボンシートの上面図、図６（Ｃ）はスリット付きカーボンシートの上面図である。
【０００７】
図６（Ａ）で示すシール構造５０は、光ファイバ用線引炉の炉筐体１１の上端面（及び炉心管１２の上端面）に設けられている。シール構造５０は、その外壁となる上蓋付き円筒５７にパージガス導入管５８が設けられると共に、光ファイバ母材１の周囲に何層にも渡ってシール部材５１，５２，５３が設けられている。シール部材５２，５３はシート支持部材５９に載置されている。そのうち、シール部材５１は、炉筐体１１の上端面に図６（Ｂ）のスリット無しカーボンシート６１を載置し、その上に図６（Ｃ）のように、内周から切り込むように形成された内周側スリット６３ａと外周から切り込むように形成された外周側スリット６３ｂが設けられたカーボンシート６３を載置し、さらにその上に図６（Ｂ）のスリット無しカーボンシート６２を載置して形成されている。そして、最後にその上がシート押さえ６４で押さえられている。
【０００８】
また、特許文献３には、上述のシール部材５１〜５３とは異なるシール部材が開示されている。図７は、このシール部材を示す斜視図である。図７で示すシール部材７０は、複数のシールチップ７１を、シールチップ面とロッド軸（光ファイバ母材の挿入孔７２の挿入方向の軸）が直交しないように斜めに配置して、シールチップ７１の先端を光ファイバ母材に押し当ててシールするように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１６７７５１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７３８９５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８９２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した線引炉のシール構造に関し、光ファイバ母材径の変動が小さければ、その母材径に合わせて線引炉体の上端開口部と光ファイバ母材との隙間を単に塞いでおけば、十分なシール効果が得られる。
しかし、光ファイバ母材径の変動が例えば±５ｍｍ程度以上と大きいような場合には、上記隙間の間隔が大きく変動するため、その隙間の変動分を加味しながらシールできるシール構造が必要となる。
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載のシール構造では、内径を一様に変形することが可能な内径可変形のシール機構としてシャッタ板が設けられており、ＣＣＤカメラでの計測結果に基づきそのシャッタ板の開口径を縮開させるといった電子制御を行う必要があるだけでなく、周方向の径変動が大きい光ファイバ母材、つまり非円形の光ファイバ母材には対応しにくい構造となっている。
【００１２】
また、特許文献２に記載のシール構造は、光ファイバ母材の周囲にスリット付きカーボンシートを設けて、上端開口部とに生じる隙間をシールする構造であるが、ここで採用されている内周側と外周側のスリットによる柔軟性だけではカーボンシートの内径の可変幅が小さく、結果として、光ファイバ母材の長手方向の径変動が±２ｍｍ程度に対応できる程度である。
【００１３】
また、特許文献３に記載のシール構造は、個別の小さいシールチップを敷き詰めるため、整列して配設することが困難である上に、シールチップの何枚かが外れて炉内に落下し、得られた光ファイバがスパイクや断線を引き起こす可能性もある。
【００１４】
本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ファイバ用線引炉における上端開口部と光ファイバ母材との間に生じる隙間を簡易な構造でシールすることが可能で、且つ、スパイクや断線を起こすことなく、径変動が大きい光ファイバ母材の線引にも対応することが可能な、光ファイバ用線引炉のシール構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る光ファイバ用線引炉のシール構造は、光ファイバ用線引炉の上端開口部と上端開口部から挿入された光ファイバ母材との間の隙間をシールするための構造である。そして、このシール構造は、内周側に複数のスリットが切り込まれたリング状のシール部材と、そのシール部材を、外周側に比べて内周側が水平方向より下向きに傾いた状態で保持する保持部と、を備え、そのシール部材の内周側の先端部を光ファイバ母材の側面に当接させることで、上記隙間をシールすることを特徴とする。
【００１６】
上記シール部材は、リングの一部を切り抜いて非連続にし、非連続となった両端を重ねて下向きに傾いた形状にし、上記保持部に保持させる。若しくは、上記シール部材は、内径の異なるものが各々１枚以上ずつ重ねられている。
また、上記シール部材は、各々のスリットが上下で同じ位置にならないようにずらして２枚以上重ねられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る光ファイバ用線引炉のシール構造によれば、光ファイバ用線引炉における上端開口部と光ファイバ母材との間に生じる隙間を簡易な構造でシールすることが可能で、且つ、スパイクや断線を起こすことなく、径変動が大きい光ファイバ母材の線引にも対応することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るシール構造と光ファイバ線引炉体の概略を説明するための図である。
【図２】本発明に係るシール構造の一例を示す図で、図１中のシール構造の詳細を示す図である。
【図３】図２のシール構造におけるシール部材及び保持部の詳細を示す図である。
【図４】図２のシール構造の主要部を斜め下方から見た斜視図である。
【図５】本発明に係るシール構造の他の例を示す図で、図１中のシール構造の詳細を示す断面図である。
【図６】従来技術によるシール構造を示す断面図である。
【図７】従来技術によるシール部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明に係るシール構造の一例と光ファイバ線引炉体を示し、図中、１は光ファイバ母材（光ファイバ用のガラス母材）、１０は光ファイバ線引炉の本体（以下、単に線引炉体という）、２０はシール構造、３０は蓋体である。
図１に示すように、線引炉体１０は、炉筐体１１と、その内部に設けられた炉心管１２と、炉心管１２の外周に設けられた筒状の加熱源（ヒータ）１３、ヒータ１３の外周に設けられた断熱材１４とを備える。
【００２０】
炉心管１２は、上端開口部から挿入された光ファイバ母材１を内部に収容する。ヒータ１３は、炉心管１２に収容された光ファイバ母材１を加熱して溶融する。また、線引炉体１０には図示しない不活性ガス等の供給機構が設けられており、炉心管１２内やヒータ１３の周りに酸化や劣化防止のために不活性ガス等を供給するようになっている。
【００２１】
また、線引炉体１０において、光ファイバ母材１は、別途設けた移動機構により線引方向（下側方向）に移動させることが可能となっており、光ファイバ母材１の上側には、その光ファイバ母材１を上側から吊り下げて支持するための支持棒２が連結されている。
この支持棒２は、光ファイバ母材１と一体に形成されたものでもよく、別々に製造して、融着させてもよい。支持棒２の断面形状としては円形が挙げられるが、それに限ったものではない。また、支持棒２と光ファイバ母材１とを接続するために別途、接続部（嵌合部）を設けてもよい。
【００２２】
なお、図１では、炉心管１２の内壁の上端部がそのまま線引炉体１０の上端部１１ａにおける上端開口部を形成している例を挙げているが、これに限ったものではない。例えば、炉心管１２の内径ｄよりさらに狭い上端開口部となる上蓋を炉心管１２の上側に設けてもよく、この場合にシール対象となる隙間は、この狭い上端開口部と光ファイバ母材１との間に生じる隙間となる。また、光ファイバ母材１の断面形状は、基本的に真円を目指して生成されたものとするが、その精度を問わず一部で凸凹が存在してもよく、また楕円形などであってもよい。また、上記上端開口部の断面は円形としておけばよいが、この精度は問わない。
【００２３】
上述した線引炉体１０における光ファイバ線引工程を概略的に説明する。線引炉体１０では、上端部１１ａに設けた後述のシール構造２０によって炉外空気を巻き込まないようにしながら、炉内の光ファイバ母材１の下部を炉心管１２内でヒータ１３により加熱する。線引炉体１０では、こうして加熱溶融されて細径となった光ファイバ母材１の下端から光ファイバ３を溶融垂下させて、炉筐体１１の下端部に設けられた排出孔１６からその光ファイバ３を引き出す。そして、線引が進むにつれて、支持棒２と共に光ファイバ母材１を移動機構により徐々に下降させていく。
【００２４】
本発明に係るシール構造２０は、線引炉体１０の上端部１１ａにおいて円形断面の光ファイバ母材１を貫通（緩挿）させるために設けられた貫通孔（つまり上端開口部）と、そこから挿入された円形断面の光ファイバ母材１との間に生じる隙間１５をシールするための構造である。そして、シール構造２０は、線引炉体１０の上端部１１ａに設置される。
【００２５】
以下、図２〜図４を併せて参照し、本発明に係るシール構造２０の主たる特徴について説明する。ここで、図２はこのシール構造２０の詳細を示す図で、図２（Ａ）はシール構造２０の一部断面図、図２（Ｂ）は光ファイバ母材１を通す前のシール構造２０の主要部を示す上面図である。図３は、図２のシール構造２０におけるシール部材及び保持部の詳細を示す図で、図３（Ａ）は傾斜台に取り付ける前のシール部材を示す上面図で、図３（Ｂ）はシール構造２０の保持部の上面図、図３（Ｃ）は傾斜台の鉛直方向の断面図である。また、図４は、図２のシール構造２０の主要部を斜め下方から見た斜視図である。なお、蓋体３０については後述する。
【００２６】
本発明に係るシール構造２０は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、内周側に複数のスリット２２ｂが切り込まれたリング状のシール部材２２と、そのシール部材２２を、外周側に比べて内周側が水平方向より下向きに傾いた状態で保持する保持部と、を備える。上記保持部については、後述する傾斜台２１、ガイドピン２３、及び押さえ部材２４で構成した例を挙げる。なお、シール部材２２はリング状であるため「シールリング」と呼ぶことができる。
【００２７】
そして、このシール構造２０は、シール部材２２の内周側の先端（スリット２２ｂで仕切られた先端部２２ａ）を光ファイバ母材１の側面に当接させることで、隙間１５をシールするように構成されている。
具体的には、上記保持部の構成として、シール部材２２が、内周側を浮かせて下向きに撓むことが可能な状態で保持される構成を採用する。無論、光ファイバ母材１の側面に当接させるために、内周側の撓ませる領域についてその領域の垂直方向の下側及び上側には保持部（この例では傾斜台２１及び押さえ部材２４）が出っ張らないように構成しておく。
【００２８】
なお、当接する部分は、スリット２２ｂが切り込まれている全体とは限らず、基本的にその一部となる。例えば、想定される最小径φ1の光ファイバ母材１に対しては最も先端の部分のみが当接し、想定される最大径φ2の光ファイバ母材１に対しては先端部２２ａのほぼ全体が撓み、その撓んだ部分の先端側が当接することになる。
【００２９】
また、シール構造２０は筐体２５を備え、シール部材２２や保持部は、傾斜台２１がシール構造２０の筐体２５の床に固定されることで筐体２５に格納されている。図２では、筐体２５が傾斜台２１の上下面及び側面を覆うように図示しているが、これに限らず、例えば傾斜台２１の下側の床はなくても直接、上端部１１ａに載置してもよい。なお、筐体２５を無くした構成も可能である。
【００３０】
筐体２５には、図示しない供給機構により不活性ガス等が供給されるガス導入口２５ａが設けられている。シール部材２２等の部材としてカーボンを使用する場合には、ガス導入口２５ａにより不活性ガス等が筐体２５の内部に行き渡り、部材の酸化や劣化を防止することができる。なお、ここでの不活性ガス等は、炉内へ供給するガスと同じであってもよいし、異なる種類であってもよい。
【００３１】
また、例示する保持部の構造については後述するが、図２（Ａ）で示すようにシール部材２２を挟むように傾斜台２１及び押さえ部材２４が設けられている。そのため、傾斜台２１及び／または押さえ部材２４に図示しないガス通気口を設けておき、シール部材２２の下側（裏側）及び／または上側からも不活性ガス等を流すようにしてもよい。
【００３２】
次に、本発明に係るシール構造２０におけるシール部材２２及び保持部の詳細について、説明する。
シール部材２２の先端部２２ａは、光ファイバ母材１の外径変動に対応させるために、図２（Ｂ）に示すように内周側に切り込み（スリット２２ｂ）を入れて特に内周側に柔軟性を付与している。
【００３３】
シール部材２２の形状を具体的に説明する。シール部材２２は傾斜台２１に取り付けられて保持されることになる。取り付け前は、図３（Ａ）に示すように、一枚の材料からリングを形成し、そのリングの一部を切り抜いて非連続にすると共に、リングの内周側にスリット２２ｂを入れ、その周囲に所定の間隔でピン孔２２ｃを穿つ。ピン孔２２ｃは、非連続となった両端にも設けておく。
【００３４】
ここで、図３（Ａ）で図示したように、スリット２２ｂは、光ファイバ母材１の径方向、若しくはそれに近い方向（斜め）に沿って切り込まれていることが、光ファイバ母材１の下方向への移動に合わせて撓みやすいことから好ましいと言える。なお、スリット２２ｂは全て同じ長さとしておくことが均一に撓むことができるため好ましく、そのような例を挙げているが、これに限ったものではない。
【００３５】
傾斜台２１は、上端開口部の中心軸方向に向かって下がるように傾斜し、且つ光ファイバ母材１を挿入するための挿入口をもった台である。すなわち、傾斜台２１は、図２（Ａ）及び図３（Ｃ）にその断面を示すように、円柱から、円錐台を逆さにした部分を取り除いたような形状をもっている。より具体的には、傾斜台２１は、底辺を上端部１１ａに平行な辺とし且つ高さ方向を上端開口部の中心軸方向とした直角三角形を、上端開口部の中心軸を回転中心として上端開口部の周りに回転させたような形状をもつ円盤状の部材である。傾斜台２１の傾斜の角度としては水平方向に対して２０°〜４５°程度が一般的に想定できるが、５°〜８５°の範囲であっても適用できる。
【００３６】
なお、上記直角三角形は、図示するように実際には台形になっているなど、他の形状であっても、斜面の部分が形成されればよい。また、傾斜台２１における光ファイバ母材１の上記挿入口の直径は、上記上端開口部の直径と同じであればよいが、多少の長短があってもよい。但し、上記挿入口の直径の方が上記上端開口部の直径より短い場合には、線引できる母材径が小さくなる。
【００３７】
傾斜台２１は、このような形状をもつことで、その斜面により、シール部材２２を、外周側に比べて内周側が水平方向より下向きに傾いた状態で保持することができる。この保持は、図３（Ｂ），（Ｃ）のように傾斜台２１の斜面に設けるか或いは指したガイドピン２３によって、非連続となった両端を重ねて下向きに傾いた形状にしたシール部材２２を固定すると共に、押さえ部材２４とでシール部材２２を挟持することで実現できる。
【００３８】
組立に際しては、まずシール部材２２を、非連続となった両端のピン孔２２ｃが重なるように非連続部分を重ねて逆円錐形状にし、傾斜台２１上の各ガイドピン２３に各ピン孔２２ｃを指し込み、その後、押さえ部材２４を搭載する。押さえ部材２４も傾斜台２１の斜面に合うような斜面をもっており、各ガイドピン２３を挿入するための挿入孔も穿たれている。押さえ部材２４を搭載する際には、各ガイドピン２３が各挿入孔に挿入されるようにすることで、傾斜台２１と押さえ部材２４とでシール部材２２の位置がずれないようにシール部材２２を挟持することができる。
これにより、図２（Ａ）のように、シール部材２２が傾斜台２１と押さえ部材２４とに挟まれた状態で保持することができる。
【００３９】
このとき、上述したように、シール部材２２の内周側の撓ませる領域についてその領域の垂直方向の下側及び上側には傾斜台２１及び押さえ部材２４が出っ張らないように構成しておく。すなわち、傾斜台２１及び押さえ部材２４は、シール部材２２における同じ長さのスリット２２ｂが切り込まれている領域より外側の領域（外周領域）を保持するようにするなど、少なくともスリット２２ｂが切り込まれている領域を残して上下側から挟み込むように保持すればよい。なお、挟持していない部分にスリット２２ｂが全く切り込まれていない円周方向領域があるように構成してもよいが、上述したように挟持していない部分はできるだけスリット２２ｂが切り込まれているように構成することが好ましい。
【００４０】
このようにして、傾斜台２１及び押さえ部材２４は、先端部２２ａを含むシール部材２２を斜めに挟み込んで保持している。そして、スリット２２ｂが入ったシール部材２２が斜めに配されているので、光ファイバ母材１の径変動が大きくても光ファイバ母材１の側面に対して斜めに当たるため、先端部２２ａが撓み易く、それにより光ファイバ母材１の長手方向の径変動及び周方向の径変動を吸収できる。
【００４１】
つまり、シール構造２０は、線引の進行により光ファイバ母材１が図２（Ａ）で矢印で示すように下降して、光ファイバ母材１の外径が例えば想定される最小径φ1から最大径φ2（＞φ1）まで増加しても、シール部材２２の先端部２２ａが光ファイバ母材１の側面に当接した状態（側面を押した状態）を保て、図１の隙間１５をシールすることができる。さらに、本発明に係るシール構造２０は、スリット２２ｂで区切られた各先端部２２ａのそれぞれが独立して光ファイバ母材１の側面を押す構造をもつため、光ファイバ母材１の径が同一断面上で一定でない場合、つまり非円形の断面をもつ場合にも対応させることができる。
【００４２】
このように、シール構造２０は光ファイバ母材１の径変動を自動的に吸収することができる。そのため、炉内に不活性ガス等（Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ等）を流しておけば、光ファイバ母材１の径変動に対しても炉内圧を陽圧に保つことができる。
さらに、シール部材２２は、基本的に１つの部材から一面が形成されているため、多くの部材から形成されている特許文献３に記載の技術に比べて、シール部材を止める箇所が少なくて済む上に、取り付けも高精度にできて部品が炉内に落下する心配がない。
【００４３】
また、図２（Ａ）及び図４で示すように、ここでは、シール部材２２が３枚配される例を挙げている。この場合、スリット２２ｂが上下で同じ位置にならないようにずらして配されていることが好ましい。なお、シール部材２２の枚数は３枚に限らず、１枚でも２枚でも、４枚以上でもよいが、シール部材２２は、上下で（つまり隣り合うシール部材２２について）スリット２２ｂが同じ位置にならないようにずらして２枚以上重ねられていることが好ましい。
また、シール部材２２の枚数だけでなく、スリット２２ｂ同士の間隔や枚数は、使用する光ファイバ母材１の外径や外径変動量や曲がり量などに応じて、適宜選べばよい。基本的にシール部材２２の枚数が多いほど、気密がとり易いが、可撓性が少なくなり対応できる径変動が小さくなる。
【００４４】
また、傾斜台２１の上記挿入口の内径や、傾斜台２１から突出したシール部材先端部２２ａの径方向長さは、上記隙間１５を埋められるように適宜決めておけばよい。図１の例では、隙間１５の幅は炉心管１２の直径ｄから光ファイバ母材１の直径φを引いて半分にした値となる。しかし、実際には光ファイバ母材１の径には変動があるため、上記隙間１５としてその変動を鑑みて想定される距離（好ましくは想定される最大距離）に基づき、傾斜台２１の内径や先端部２２ａ（先端部２２ａにおける撓む部分）の径方向の長さを決定しておけばよい。なお、例えば光ファイバ母材１の直径φが１５０ｍｍで±１０ｍｍの径変動で形成されている場合には、炉心管１２の直径ｄが１８０ｍｍ程度であればよいため、隙間１５の幅（ｄ−φ）／２は１０〜２０ｍｍ程度となる。
【００４５】
また、シール部材２２は、耐熱性をもつものとし、２００℃以上の耐熱性をもつことが好ましい。また、シール部材２２は、カーボンからなることが好ましく、カーボンシート（つまりカーボン製のシート）であることがより好ましい。カーボンは、耐熱性に優れるだけでなく、摩擦係数を小さく加工することができる（やわらかい素材である）ため光ファイバ母材１を傷付ける心配もないためである。さらには、カーボンシートの材質としては、高純度カーボンと呼ばれるものを用いることが好ましく、高温膨張処理により発泡させた後に圧縮加工した可撓性カーボンシートがより好ましい。
【００４６】
また、カーボンは、プレス成型により容易に成型することができる点でも好ましい。シール部材２２の厚みは、例えば０．２ｍｍなどでよく、撓みを鑑みると０．１〜０．４ｍｍの範囲であることが好ましく、またその撓みは曲率半径が１０ｍｍ程度までになるように、材料（ヤング率など）や構造（スリット長さなど）を決めることが好ましい。
なお、シール部材２２としては耐熱ガラスクロスなど、他の素材を採用してもよい。
【００４７】
また、傾斜台２１や押さえ部材２４、さらにはガイドピン２３も、耐熱性が高いものを採用することが好ましく、シール部材２２と同様に２００℃以上の耐熱性をもつことが好ましい。傾斜台２１や押さえ部材２４としては、金属や石英、カーボンなどを用いることができる。ガイドピン２３としては金属、石英、カーボン、セラミックスなどを用いることができる。各部材２１〜２４のうちいずれかの部材として耐熱性があまり高くないものを採用する場合には、それを冷却するような機構（例えば水冷方式）を設けるなどの工夫を行っておけばよい。
【００４８】
以上のように、本発明では、光ファイバ母材１の外径φが変化してもシール部材２２が常に光ファイバ母材１に可能な限り接触した状態を保てる。つまり本発明によれば、径変動が大きい光ファイバ母材であっても、線引炉体１０における上端開口部と光ファイバ母材１との間に生じる隙間１５をシールすることができ、炉の上下部からの外気の流入を防ぐことができる。これにより、炉内部品の劣化を防ぎ、形成される光ファイバ３の径変動が大きくならずに線引することも可能となる。
さらに、本発明によれば一つの部品を加工して形成することが可能なシール部材２２を保持しているため、炉内に落下する恐れもなく、スパイクや断線を起こすことない。また、シール部材２２等の部品として耐熱性がある部材を用いることで、熱で溶けたりすることもない。
【００４９】
実際、直径が１５０ｍｍで外径変動がその１０％程度の光ファイバ母材１を、上述したシール構造２０でシールしながら線引して、１２５μｍの光ファイバ３を生成した。その結果、得られた光ファイバ３にはスパイクや断線がなく、また炉内のカーボン製部品の劣化も無かったことから、十分なシール性を有することを確認できた。
これに対し、特許文献２に記載の切り込み入りカーボンシートを３枚積層したシール構造を採用して、直径が１４０〜１５５ｍｍの光ファイバ母材の線引を行ったが、その結果、線引開始時より線引中のスパイクが多発し、途中で路上部から微かに白煙が上がり線引停止した。さらに、このとき、カーボンシートは一部折れ曲がっており、また炉内のカーボン製部品が酸化消耗している様子が確認された。
【００５０】
図５は、本発明に係るシール構造の他の例を示す図で、図１中のシール構造の詳細を示す断面図である。図２のシール構造２０はシール部材２２を３枚積層したが、図５で例示するシール構造２０は、３枚積層したシール部材２２のセットをさらに中間部材２７を介して重ねたものである。この中間部材にもガイドピン２３用の挿入孔が穿たれているものとする。
また、ここではシール部材２２のセットを２セット重ねた例を挙げているが、３セット以上の場合でも同様に間に中間部材２７を挟んでおけばよい。また、シール部材２２とシール部材２６の枚数は共に３枚である例を挙げているが、これに限ったものではなく、両者が異なる枚数であってもよく、またその枚数も３枚に限らない。
【００５１】
ここで、中間部材２７の厚さは、シール部材２２の先端部２２ａとシール部材２６の先端部２６ａとが、互いの撓みに影響を受けることがないように決めておけばよい。これにより、先端部２２ａと先端部２６ａとが互いの撓みに影響を受けることなく、光ファイバ母材１の側面に当接できる。
また、中間部材２７に図示しないガス通気口を設けておき、シール部材２２とシール部材２６との間からも不活性ガス等を流すようにしてもよい。
【００５２】
なお、内径が均一のカーボンシートを用いる例について説明したが、内径が異なるカーボンシートを用いてもよい。例えば、内径φが１２５ｍｍのカーボンシートと内径φが１４５ｍｍのカーボンシートを、内径の小さい方のカーボンシートを下側にして各々１枚以上ずつ重ねたものを１セットとし、これを１セット、若しくは中間部材２７を介して何セットか重ねたものとしてもよい。なお、上記したカーボンシートの内径の数値は、保持部に取り付けた後の内径の値であり、平面状態のカーボンシートの内径の値ではない。
内径の大きさは上記したものに限らず、光ファイバ母材１の外径や外径変動量に応じ、適宜最適と考えられる内径のカーボンシートを選べばよい。また、各々の径のカーボンシートは、各々何枚重ねてもよく、両者が異なる枚数であってもよい。また、内径の種類は２種類とは限らず、３種類以上であってもよい。
【００５３】
次に、図１の蓋体３０について説明する。
図１に示したように光ファイバ母材１に支持棒２が設けられた構成では、線引工程の進行により、支持棒２が炉心管１２の位置まで下がる場面、つまり支持棒２が線引炉体１０の上端部１１ａより下に位置する場面がある。
【００５４】
そのような場面でも炉内をシールし続けるために、本発明に係る光ファイバ用線引炉のシール構造は、図１に示したように図２や図５のシール構造２０の他に蓋体３０を有することが好ましい。蓋体３０は、支持棒２を貫通し光ファイバ母材１の上側に載置される蓋であり、図示したように、支持棒２用の貫通孔３０ａと肩部３０ｂとを有する。蓋体３０の材料としては、例えば石英や金属などが挙げられる。
【００５５】
蓋体３０を設けておくことで、光ファイバ３の線引が進み光ファイバ母材１及び支持棒２が下降しても、シール部材２２（及びシール部材２６）から光ファイバ母材１が離脱する前に、蓋体３０の下端面がシール構造２０に接する状態に移行して、シール状態を維持することができる。
なお、蓋体３０が肩部３０ｂを有することを前提として説明したが、蓋体３０は単なる円盤に支持棒２の貫通孔３０ａを開けただけの形状であってもよい。このような形状でも、上述したような状態間の移行は同様に可能である。
【００５６】
なお、本発明に係るシール構造について、上記では光ファイバ母材を線引する線引炉で説明したが、光ファイバ母材を延伸する延伸炉におけるシール構造にも同様に適用可能である。また、線引炉、延伸炉の他にも、同等の設備構成を持つガラス加熱加工炉にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１…光ファイバ母材、２…支持棒、３…光ファイバ、１０…線引炉体、１１…炉筐体、１１ａ…上端部、１２…炉心管、１３…ヒータ、１４…断熱材、１５…隙間、１６…排出孔、２０…シール構造、２１…傾斜台、２２，２６…シール部材、２２ａ，２６ａ…シール部材の先端部、２２ｂ…スリット、２２ｃ…ピン孔、２３…ガイドピン、２４…押さえ部材、２５…筐体、２５ａ…ガス導入口、２７…中間部材、３０…蓋体、３０ａ…貫通孔、３０ｂ…肩部。
【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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