(57)【要約】【課題】温度のムラが生じることなく光ファイバ母材を加熱することが可能な光ファイバ母材の加熱装置及び光ファイバ母材の加熱方法を提供する。【解決手段】複数の管体１１からなる炉芯管１２の外周側に、光ファイバ母材Ｆの長手方向に対してそれぞれ間隔をおいて複数のヒータ１３が設けられ、炉芯管１２内に配した光ファイバ母材Ｆを昇降させる昇降機構２１を設ける。炉芯管１２内に配した光ファイバ母材Ｆを、複数のヒータ１３により加熱する際に、昇降機構２１によって光ファイバ母材Ｆを炉芯管１２内で昇降させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材が配される炉芯管と、該炉芯管の外周側に前記光ファイバ母材の軸方向に対してそれぞれ間隔をおいて設けられた複数のヒータとを有し、該複数のヒータによって前記光ファイバ母材を加熱する光ファイバ母材の加熱装置であって、
加熱中に前記炉芯管内で前記光ファイバ母材を昇降させる昇降機構を備えていることを特徴とする光ファイバ母材の加熱装置。
【請求項２】
前記炉芯管は、複数の管体を連結して構成され、該複数の管体同士が接続された接続部の各位置と前記複数のヒータ同士の隙間の各位置とが前記光ファイバ母材の軸方向の同位置にあることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材の加熱装置。
【請求項３】
光ファイバ母材を炉芯管内に配し、該炉芯管の外周側に前記光ファイバ母材の軸方向に対してそれぞれ間隔をおいて設けられた複数のヒータにより、前記光ファイバ母材を加熱する光ファイバ母材の加熱方法であって、
加熱中に前記光ファイバ母材を前記炉芯管内で昇降させることを特徴とする光ファイバ母材の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ母材の加熱装置及び光ファイバ母材の加熱方法に関し、例えば、光ファイバ母材を脱水焼結して透明化を行う脱水焼結工程に用いられる光ファイバ母材の加熱装置及び光ファイバ母材の加熱方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加熱装置において、光ファイバ母材を脱水し、焼結して透明ガラス化する作業が行われている。このような脱水焼結用の加熱装置としては、図４に示すものが用いられている。
図４に示すように、この脱水焼結を行う加熱装置（脱水焼結炉）１００は、分割されたカーボン等からなる管体１を互いに連結した円筒状の炉芯管２と、この炉芯管２の周囲に長手方向に沿って並べられた複数のヒータ３とを有している。そして、炉芯管２内にヘリウムや塩素ガスなどの腐食ガスを充填するとともに減圧し、炉芯管２内に配された光ファイバ母材ｆを回転させながら加熱して透明化を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２２６２１７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数のヒータ３は、互いに接触することでスパークが起こることを防止するため、互いに間隔をおいて配されている。すると、ヒータ３が、ある程度の隙間をあけて配されているため、この隙間に対応する、光ファイバ母材ｆの箇所において加熱温度が低下してしまい、許容温度範囲から外れてしまう。
また、複数の管体１を連結した炉芯管２では、各管体１のフランジ１ａ同士が接続する接続部において放熱が生じやすい。このため、この接続部において光ファイバ母材ｆの加熱温度が低下してしまう。
そして、このようなヒータ３同士の間隔や管体１の接続部において温度低下が生じる。すると、光ファイバ母材ｆの軸方向位置に応じて温度の差が生じるといった温度のムラが生じ、その結果、光ファイバ母材ｆの品質が低下することがあった。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、温度のムラが生じることなく光ファイバ母材を加熱することが可能な光ファイバ母材の加熱装置及び光ファイバ母材の加熱方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、光ファイバ母材が配される炉芯管と、炉芯管の外周側に光ファイバ母材の軸方向に対してそれぞれ間隔を置いて配された複数のヒータとを有し、複数のヒータによって光ファイバ母材を加熱する光ファイバ母材の加熱装置であって、加熱中に炉芯管内で光ファイバ母材を昇降させる昇降機構を備えていることを特徴とする光ファイバ母材の加熱装置によって達成される。
【０００７】
上記の光ファイバ母材の加熱装置は、光ファイバ母材を炉芯管内で加熱する際に、昇降機構によって光ファイバ母材を昇降させる構成である。こうすれば、光ファイバ母材における、ヒータ同士の間隔近傍の箇所が、上昇又は下降時においてヒータに相対的に接近し、加熱される。このため、光ファイバ母材における温度の高い箇所と低い箇所との温度差が小さくなる。つまり、ヒータ間における温度低下の影響による温度のムラを抑制することができる。したがって、本発明にかかる光ファイバ母材の加熱装置によれば、温度のムラがなく、品質の良好な光ファイバ母材を得ることができる。
【０００８】
上記の光ファイバ母材の加熱装置において、炉芯管は、複数の管体を連結して構成され、複数の管体同士が接続された接続部の各位置と複数のヒータ同士の隙間の各位置とが光ファイバ母材の軸方向の同位置にあることが好ましい。
炉心管において、管体同士の接続部とヒータ同士の隙間に対応する位置は温度のムラが生じ易い。上記構成のように、接続部がいずれも、光ファイバ母材の軸方向において、ヒータ同士の隙間となる位置に対応するように設けられていれば、光ファイバ母材の軸方向位置における温度のばらつきがほぼ一定のパターンとなるようにすることができる。つまり、炉心管における高温の箇所と低温の箇所とをより単純な分布とすることができる。このため、光ファイバ母材を昇降させた場合に、高温の箇所と低温の箇所との温度差を小さくする作業をより一層効率良く行うことができる。
【０００９】
また、本発明の本発明の上記目的は、光ファイバ母材を炉芯管内に配し、炉芯管の外周側に光ファイバ母材の軸方向に対してそれぞれ間隔をおいて設けられた複数のヒータにより、光ファイバ母材を加熱する光ファイバ母材の加熱方法であって、加熱中に光ファイバ母材を炉芯管内で昇降させることを特徴とする光ファイバ母材の加熱方法によって達成される。
【００１０】
上記の光ファイバ母材の加熱方法によれば、光ファイバ母材を炉芯管内にて脱水焼結する際に、光ファイバ母材を昇降させるので、光ファイバ母材における、温度の高い箇所と低い箇所との温度差を小さくすることができる。このため、ヒータ間における温度低下の影響による温度ムラを大幅に抑えて許容温度範囲に収めることができ、品質の良好な製品を得ることができる。
ここで、許容温度範囲とは、加熱後の光ファイバ母材における品質の優劣に影響を与えることがない程度の上限温度と下限温度との間の範囲である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる光ファイバ母材の加熱装置及び光ファイバ母材の加熱方法の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の光ファイバ母材の加熱装置の構成を説明する概略断面図である。
図１に示すように、本実施形態の光ファイバ母材の加熱装置１０は、分割されたカーボン等からなる管体１１を互いに連結した円筒状の炉芯管１２と、この炉芯管１２の周囲において、長手方向に配された複数のヒータ１３とを有する、脱水焼結用の加熱炉である。炉心管１２の内周に光ファイバ母材Ｆが挿入されている。
【００１２】
複数のヒータ１３は、均熱性を持たすために、光ファイバ母材Ｆの長手方向に対してそれぞれ間隔をおいて設けられており、これら複数のヒータ１３は、それぞれ前記長手方向に沿って直列に配されている。また、複数のヒータ１３は、送電時におけるスパークを防止すべく、互いに隙間をあけて配置されている。
【００１３】
図２は、図１に示す加熱装置において、炉芯管の接続部の構造を説明する断面図である。図２に示すように、複数の管体１１は、互いに接続されるフランジ１１ａを端部に有しており、これらフランジ１１ａ同士がボルト１４、ナット１５によって接続されている。
【００１４】
このフランジ１１ａ同士の接続部１１ｂには、その接続部同士の間に、カーボン製のパッキン１６が設けられ、このパッキン１６によって炉芯管１２内からのガスもれが防止され、さらに、この接続部１１ｂにおける放熱が抑えられている。パッキン１６は、接続部１１ｂの接続面に設けられた溝部１１ｃにはめ込まれている。
また、本実施形態の加熱装置１０において、管体１１同士の接続部１１ｂが隣接するヒータ１３同士の隙間と同じ（光ファイバ母材の）軸方向位置にあるように構成されている。
【００１５】
炉芯管１２及び複数のヒータ１３は、その外周側が断熱材１７によって囲われ、さらに、その外周側が炉体１８によって囲われている。
そして、炉芯管１２内にヘリウムや塩素ガスなどの腐食ガスを充填するとともに減圧し、炉芯管１２内に配された光ファイバ母材Ｆを回転させながら加熱する。そして、光ファイバ母材Ｆを脱水して焼結することで光ファイバ母材Ｆの透明ガラス化が行われる。
【００１６】
この炉芯管１２内に配される光ファイバ母材Ｆは、その上端に、光ファイバ母材Ｆを支持するダミー棒Ｆｄが接続されている。ダミー棒Ｆｄにおいて、炉芯管１２の上部から突出した箇所が昇降機構２１を構成する支持部２２に支持されている。
昇降機構２１は、ダミー棒Ｆｄを支持する支持部２２を昇降させる昇降駆動部２３を有している。昇降駆動部２３は、その内部に設けられた図示しない駆動モータ、減速機によって回動されるネジ部２４を有し、このネジ部２４が支持部２２内の図示しないボールスクリュー機構にねじ込まれている。
つまり、この昇降機構２１は、その昇降駆動部２３を駆動させてネジ部２４を回動させることにより、その回動が支持部２２のボールスクリュー機構にて上下方向（図１において上下の方向）の移動に変換される。そして、支持部２２及びダミー棒Ｆｄに支持された光ファイバ母材Ｆが炉芯管１２内にて図１中矢印Ｘ方向に昇降される。
【００１７】
次に、上記構造を有する光ファイバ母材の加熱装置１０を用いて、光ファイバ母材の加熱方法について説明する。
炉芯管１２内にヘリウムや塩素ガスなどの腐食ガスを充填するとともに減圧し、炉芯管１２内に配された光ファイバ母材Ｆを回転させながら複数のヒータ１３によって加熱する。こうすると、光ファイバ母材Ｆが炉芯管１２内で脱水焼結し、透明ガラス化する。
【００１８】
ここで、ヒータ１３は、前述したように、送電時のスパークを防止するため、光ファイバ母材Ｆの軸方向に対して所定の間隔をあけて配されている。このとき、光ファイバ母材Ｆにおける、これら間隔近傍の箇所で加熱温度が低下する。
【００１９】
本実施形態の加熱装置１０は、昇降機構２１の昇降駆動部２３を駆動させるとネジ部２４が回動する。そして、ネジ部２４の回動に伴い支持部２２が上下方向に移動し、これにより、光ファイバ母材Ｆが上下方向に昇降する。
【００２０】
図３（ａ）は、光ファイバ母材の下降時の状態を示す加熱装置の概略断面図と、この光ファイバ母材の表面温度を示すグラフとを対応させた説明図である。図３（ｂ）は、光ファイバ母材の上昇時の状態を示す加熱装置の概略断面図と光ファイバ母材の表面温度を示すグラフとを対応させた説明図である。
つまり、ヒータ１３間にて生じた光ファイバ母材Ｆの温度低下部分（図３においてＬ１、Ｌ２で示す部分）が、図３（ａ）に示すように、光ファイバ母材Ｆが図中矢印Ｄ方向に下降されることにより、ヒータ１３によって加熱される。そして、再び、光ファイバ母材Ｆにおける、温度低下部分Ｌ１、Ｌ２が、図３（ｂ）に示すように、光ファイバ母材Ｆが図中矢印Ｕ方向に上昇されることにより、ヒータ１３によって加熱される。
このようにして、光ファイバ母材Ｆのヒータ１３による加熱温度が許容温度範囲に収められる。
ここで、昇降機構２１による光ファイバ母材Ｆの昇降は、所定の移動速度（数ｍｍ／ｍｉｎ）で行われる。
【００２１】
このように、本実施形態の光ファイバ母材の加熱装置及び光ファイバ母材の加熱方法によれば、光ファイバ母材Ｆを炉芯管１２の内周側で加熱する際に、昇降機構２１によって光ファイバ母材Ｆを昇降させる構成である。このため、ヒータ１３間における放熱によって光ファイバ母材における温度のムラを抑制することができる。したがって、本実施形態の光ファイバ母材の加熱装置及び光ファイバ母材の加熱方法によれば、品質の良好な光ファイバ母材を得ることができる。
【００２２】
また、本実施形態の加熱装置において、管体１１の接続部１１ｂの各位置が複数のヒータ１３同士の隙間の各位置と光ファイバ母材の軸方向の同位置にあるように構成されている。通常、炉心管において、管体同士の接続部とヒータ同士の隙間に対応する位置は温度のムラが生じ易い。上記構成のように、接続部がいずれも、光ファイバ母材の軸方向の位置が、ヒータ同士の隙間の位置（軸方向の位置）と同じになるように設けられていれば、炉心管における高温の箇所と低温の箇所とをより単純な分布とすることができる。加熱される光ファイバ母材の軸方向位置における温度のばらつきがほぼ一定のパターンとなるようにすることができる。このため、光ファイバ母材を昇降させることで、高温の箇所と低温の箇所との温度差を小さくする作業をより一層効率良く行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、温度のムラが生じることなく光ファイバ母材を加熱することが可能な光ファイバ母材の加熱装置及び光ファイバ母材の加熱方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の光ファイバ母材の加熱装置の構造を示す断面図である。
【図２】図１に示す加熱装置において、炉芯管の接続部の構造を説明する断面図である。
【図３】（ａ）は、光ファイバ母材の下降時の状態を示す加熱装置の概略断面図と、この光ファイバ母材の表面温度を示すグラフとを対応させた説明図である。
（ｂ）は、光ファイバ母材の上昇時の状態を示す加熱装置の概略断面図と光ファイバ母材の表面温度を示すグラフとを対応させた説明図である。
【図４】従来の光ファイバ母材の加熱装置を示す概略断面図及び光ファイバ母材の表面温度を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０  加熱装置
１１  管体
１１ｂ  接続部
１２  炉芯管
１３  ヒータ
２１  昇降機構
Ｆ  光ファイバ母材
【図１】
2004284927.tif 000003
【図２】
2004284927.tif 000004
【図３】
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【図４】
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