マルチコアテープファイバ素線の製造方法およびその製造装置
【課題】マルチコアテープファイバの捩れを抑制でき、マルチコアテープファイバ素線製造中の捩れによる接触損傷を低減できるマルチコアテープファイバ素線の製造方法およびその製造装置を提供する。
【解決手段】マルチコアテープファイバ用の母材を溶融線引して形成するマルチコアテープファイバ素線の製造方法において、冷却管として矩形管を用い、冷却管に導入される冷却ガスが、冷却管内を通過する矩形状のマルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付けられる。
【解決手段】マルチコアテープファイバ用の母材を溶融線引して形成するマルチコアテープファイバ素線の製造方法において、冷却管として矩形管を用い、冷却管に導入される冷却ガスが、冷却管内を通過する矩形状のマルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコアテープファイバ素線の製造方法およびその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光通信技術の高速化、高信頼化を目的としたパラレル伝送方式においては、複数のコアを有するテープ形状のマルチコアテープファイバが用いられている。
【０００３】
マルチコアテープファイバはクラッド中に複数のコアを有するテープ形状の多心光ファイバである。その製造方法として、クラッドとなる矩形の石英ガラス棒中に複数のコアロッドを挿入した母材を２０００℃で加熱溶融し線引する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、スリット状の貫通孔を有する石英系ガラス板に光ファイバ素線を挿入した母材を加熱溶融して線引する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
光ファイバの形成においては母材を高温で加熱溶融して線引するため、この母材を線引して形成された光ファイバは効率的に冷却される必要性がある。この点、供給する冷却ガスの流量を増加させ冷却効果を向上させることが考えられるものの、冷却ガスの流量の増加により冷却管内の気流が不安定となり、光ファイバが捩れや線ブレを起こし、冷却管の内壁面や樹脂を被覆する被覆ダイスの孔部の縁などに光ファイバが接触し損傷するため、冷却ガスの流量の増加量は限られている。
【０００５】
円形断面の単心光ファイバを効率的に冷却する方法として、供給する冷却ガスの流量を増加させることなく、冷却ガスの流出を抑制するためのシール用ガスを円筒状の冷却管内に供給する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。具体的には、冷却管内の上部あるいは下部にシール用ガスを供給して冷却ガスの上部あるいは下部からの流出を抑制し冷却ガスを滞留させることにより、冷却ガスによる冷却効果を向上させると記載されている。
【０００６】
また、光ファイバ母材を線引する線引炉は一般的に円筒形であるが、矩形であるマルチコアテープファイバ用の母材を温度ムラが少なく溶融線引することができるように、角型の線引炉が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３８９９号公報
【特許文献２】特開平８−１７９１３８号公報
【特許文献３】特開平６−２９８５４７号公報
【特許文献４】特開平８−１１９６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に提案される技術は、供給する冷却ガスの流量を低減することにより光ファイバの線ブレおよび線ブレによる接触損傷を抑制するものの、光ファイバの捩れ及び捩れによる被覆ダイスとの接触損傷を抑制することは困難である。
【０００９】
本発明の目的は、マルチコアテープファイバ用の母材を線引きして形成されたマルチコアテープファイバの捩れを抑制でき、マルチコアテープファイバ素線製造中の捩れによる接触損傷を低減できるマルチコアテープファイバ素線の製造方法およびその製造装置を提
供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施の態様によれば、矩形状の石英ガラス系棒材内に複数のコアロッドが設けられたマルチコアテープファイバ用の母材を線引炉内に設置し加熱溶融することで、前記母材を線引きし矩形状のマルチコアテープファイバを形成する線引工程と、前記線引炉で線引き形成された矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却管内を通過させ、前記冷却管内に導入された冷却ガスにより矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却する冷却工程と、前記冷却管で冷却された矩形状の前記マルチコアテープファイバの表面に樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、を有するマルチコアテープファイバ素線の製造方法において、前記冷却管は矩形管であって、前記冷却管に導入される前記冷却ガスが、前記冷却管内を通過する矩形状の前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付けられるマルチコアテープファイバ素線の製造方法が提供される。
【００１１】
前記マルチコアテープファイバ素線の製造方法において、前記冷却工程の後に、前記マルチコアテープファイバの外径を測定し、その測定結果に基づいて、前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付ける前記冷却ガスの流量バランスを変化させることが好ましい。
【００１２】
本発明の他の実施の態様によれば、矩形状の石英ガラス系棒材内に複数のコアロッドが設けられたマルチコアテープファイバ用の母材を加熱溶融することで、前記母材を線引し矩形状のマルチコアテープファイバを形成する線引炉と、前記線引炉で線引き形成された矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却ガスにより冷却する冷却管と、前記冷却管で冷却された矩形状の前記マルチコアテープファイバの表面を樹脂で被覆してマルチコアテープファイバ素線を形成する樹脂被覆装置と、を有するマルチコアテープファイバ素線の製造装置において、前記冷却管が矩形管であって、前記冷却管内を通過する矩形状の前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から前記冷却ガスを対向させて吹き付けるように配置された冷却ガス導入管を備えるマルチコアテープファイバ素線の製造装置が提供される。
【００１３】
前記マルチコアテープファイバ素線の製造装置において、冷却された前記マルチコアテープファイバの外径を測定する外径測定装置を備えるとともに、前記外径測定装置の測定結果に基づいて、前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付けられる前記冷却ガスの流量バランスを制御する制御装置を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マルチコアテープファイバ用の母材を線引きして形成されたマルチコアテープファイバの捩れを抑制でき、マルチコアテープファイバ素線製造中の捩れによる接触損傷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のマルチコアテープファイバ素線の製造装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１のマルチコアテープファイバ素線の製造装置における線引炉の横断面図である。
【図３】図１のマルチコアテープファイバ素線の製造装置における冷却管を示すもので、（ａ）は冷却管の横断面図、（ｂ）は冷却管の縦断面図である。
【図４】図１のマルチコアテープファイバ素線の製造装置における外径測定装置の測定する外径を示す図である。
【図５】図３の冷却管に供給される冷却ガスの流量を制御する構成を示す概略構成図である。
【図６】本発明のマルチコアテープファイバ素線の断面図である。
【図７】図１のマルチコアテープファイバ素線の製造装置におけるガイドを示す拡大図である。
【図８】本発明のマルチコアテープファイバ用の母材の作製方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係るマルチコアテープファイバ素線の製造方法およびその製造装置について、図面を参照して説明する。
【００１７】
[マルチコアテープファイバ素線の製造装置]
まず、本実施形態に係るマルチコアテープファイバ素線の製造装置について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態に係るマルチコアテープファイバ素線１の製造装置１００は、上から順番にマルチコアテープファイバ用の母材３を溶融線引きする線引炉６と、母材３を線引きして形成されたマルチコアテープファイバ２を冷却ガスで冷却する冷却管７と、マルチコアテープファイバ２に樹脂を被覆しマルチコアテープファイバ素線１を形成する樹脂被覆装置１１と、を備えており、これら装置の中心をマルチコアテープファイバ２または被覆付きのマルチコアテープファイバ素線１が通過するように配置されている。さらに、本実施形態に係る製造装置１００では、冷却管７と樹脂被覆装置１１との間に外径測定装置９が設けられ、樹脂被覆装置１１の下方には溝付きローラ１４と、ガイド１２と、ターンプーリ１９と、ボビン１８と、を有している。以下、それぞれについて説明する。
【００１８】
[線引炉]
図１に示すように、製造装置１００の上部に設けられる線引炉６の形状は角型の線引炉であることが好ましい。角型の線引炉６は、図２に示すように、母材３の矩形断面とほぼ相似形状の断面を有し、矩形筒体状の炉本体２０の内周面にはヒータ１６が設けられている。マルチコアテープファイバ用の母材３は、矩形状の石英系のガラス棒５０内に複数本のコアロッド４０がガラス棒の幅方向（図２中で左右方向）に沿って設けられたものである。角型の線引炉６内の四方に設置されるヒータ１６から母材３の各側面までの距離が等しく設定され、加熱される母材３の温度ムラが少なく、母材３を均一に加熱することができる。すなわち、角型の線引炉６を用いることにより、母材３の断面形状と相似の矩形状断面をほぼ維持しながら線引きすることが可能となる。
【００１９】
[冷却管]
冷却管７には矩形管が用いられ、図３（ａ）の冷却管の横断面図に示すように、冷却管７は線引き形成されたマルチコアテープファイバ２の矩形状断面よりも一回り大きい矩形状断面の矩形状孔部を有する。また、図３（ｂ）の冷却管の縦断面図に示すように、冷却管７の鉛直方向の長さＬはマルチコアテープファイバ２を十分に冷却できる長さを有すが、冷却効率の向上によってその長さＬは縮小可能である。
【００２０】
そして、冷却管７には、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂにそれぞれ対向する冷却管７の幅広面７ａ、７ｂから、冷却ガスＧを供給して吹き付けるための冷却ガス導入管８が接続されている。冷却ガス導入管８が接続された冷却管７の冷却ガスＧの吹出口（供給口）１７はマルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂに近接して配置される。すなわち、図３（ａ）に示すように、冷却管７の吹出口１７は、幅広面７ａ、７ｂと同じ径を有する円筒の冷却管２００（図３（ａ）において鎖線で図示）と比較して、距離Ｄの分だけマルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂに近接して配置されることになる。
【００２１】
冷却管７の材質としては石英が好ましい。これは、冷却管に通常用いられるアルミニウム等の金属と比較して、石英は熱伝導率が低く、冷却管内の冷却効果を維持することができるからである。
【００２２】
冷却ガス導入管８は、冷却管７の対向する幅広面７ａ、７ｂのそれぞれに設置されており、冷却管７内を通過するマルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂの中央部に対して冷却ガスＧを垂直に吹き付けるように設置されている。さらに、冷却ガス導入管８、８が接続された冷却管７の吹出口１７、１７からマルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂのそれぞれに吹き付けられる冷却ガスＧの流量は等しくするのが好ましい。これは、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂの中央部に等量の冷却ガスＧを吹き付けることで、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂそれぞれに加わるガス圧によるファイバ保持力を等しくして、マルチコアテープファイバ２の捩れ及び線ブレを有効に抑制するためである。なお、冷却管７に供給される冷却ガスには、例えばアルゴンまたは窒素等が用いられる。
【００２３】
また、図３（ｂ）に示すように、冷却ガス導入管８は冷却管７の幅広面７ａ、７ｂの高さ方向における中央部に設置されることが好ましい。これは、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂに吹き付けられた冷却ガスＧが冷却管７内を上下方向に分離して流れ、冷却管７の上部、下部の開口からそれぞれスムーズに排出され、冷却管７内の気流が安定することになるからである。なお、冷却管７に設置される冷却ガス導入管８は冷却管７の上下方向および／または左右方向に複数対設け冷却効率を向上させることもできるが、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、冷却ガス導入管８は冷却管７に一対設けられることが好ましい。これは、一対の冷却ガス導入管を設けることにより、冷却管内の気流が安定し、マルチコアテープファイバの捩れおよび線ブレを有効に抑制できるためである。
【００２４】
[外径測定装置]
外径測定装置９は、特に限定されないが、例えば非接触で測定可能なレーザ方式の外径測定装置が用いられる。外径測定装置９は冷却管７の下方に設置され、冷却されたマルチコアテープファイバ２の外径を測定する。測定されるマルチコアテープファイバ２の外径は厚さＤおよび／または幅Ｗである。図４は、外径として厚さＤを測定する場合を示す。すなわち、外径測定装置９では、投光器９ａからのレーザ光をマルチコアテープファイバ２の幅方向に照射し、受光器９ｂで測定されるマルチコアテープファイバ２に遮られる部分の長さ、つまり、マルチコアテープファイバ２の投影像の厚さＤ１が測定される。そして、図４において実線で示すようにマルチコアテープファイバ２が捩れると、マルチコアテープファイバ２の捩れ角度の増加に応じて、測定される厚さＤ１は増加し実際の厚さＤよりも大きくなるため、マルチコアテープファイバ２の捩れが検知される。なお、図４においては、マルチコアテープファイバの厚さを外径として測定しているが、マルチコアテープファイバの厚さ方向にレーザ光を照射して、その幅Ｗを測定することも可能である。すなわち、捩れとともに、測定される幅が減少し実際の幅よりも小さくなるため、捩れが検知される。したがって、本発明においては、マルチコアテープファイバの厚さＤおよび／または幅Ｗの変化を測定することにより捩れが検知される。
【００２５】
また、図５に示すように、冷却ガスＧの流量を制御するために、冷却ガス導入管８に設けられ、冷却ガス導入管８を流れる冷却ガスＧの流量を調節するマスフローコントローラ１５と、マスフローコントローラ１５を制御する制御装置１０が設けられている。外径測定装置９は制御装置１０に接続されている。ここで、マスフローコントローラ１５は、一対の冷却ガス導入管８の少なくとも一方に接続されれば良い。これは、一方の冷却ガス導入管８の流量を調節することで、対向配置の一対の冷却ガス導入管８、８の冷却ガスＧの流量バランスを調整することができるからである。
【００２６】
[樹脂被覆装置]
樹脂被覆装置１１は、図１に示すように、冷却管７の下部に設置され、冷却された裸素線であるマルチコアテープファイバ２の表面に樹脂を被覆する被覆ダイス（図示せず）を備えている。被覆ダイスは角錐筒体状であり、樹脂被覆されたマルチコアテープファイバ素線１を排出する被覆ダイスの孔は、マルチコアテープファイバ２と相似形状の矩形状となっている。そして、図６に示すように、被覆ダイスにおいて裸素線であるマルチコアテープファイバ２は、その表面に樹脂層２３が被覆され、被覆付きのマルチコアテープファイバ素線１が得られる。なお、被覆する樹脂には紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂が用いられ、樹脂被覆装置１１の直下には、図示省略するが、紫外線照射炉あるいは加熱炉が設けられる。
【００２７】
[ガイド]
ガイド１２は樹脂被覆装置１１の下部に設置され、樹脂で被覆されたマルチコアテープファイバ素線１の捩れをさらに抑制する。ガイド１２は、図７に示すように、マルチコアテープファイバ素線１の幅狭面側の端面部形状に合わせた凹型の溝２１を有する２つのコ字型部材１３、１３を有し、２つのコ字型部材１３、１３はマルチコアテープファイバ素線１の幅狭面の両側からマルチコアテープファイバ素線１を包囲するように対向して配置される。ガイド１２の２つのコ字型部材１３、１３により、マルチコアテープファイバ素線１の捩れ及び線ブレを防止することができる。なお、コ字型部材１３はマルチコアテープファイバ素線１に直接接触しても、マルチコアテープファイバ素線１が樹脂で被覆されているためマルチコアテープファイバ素線１を傷つけることはない。
【００２８】
ターンプーリ１９はガイド１２の下部に設置され、鉛直方向に線引きされ樹脂で被覆されたマルチコアテープファイバ素線１を方向転換させ、ボビン１８へ導く。ボビン１８は製造装置１００の末端に設置され、所定の紡糸線速でマルチコアテープファイバ素線１を巻き取る。このボビン１８の紡糸線速を変化させることで、マルチコアテープファイバ２の厚さや幅を適宜調節することができる。
【００２９】
[マルチコアテープファイバ素線の製造方法]
次に、上記マルチコアテープファイバ素線の製造装置１００を用いて、マルチコアテープファイバ素線を製造する製造方法の一実施形態を説明する。本実施形態の製造方法は、マルチコアテープファイバ用の母材を形成する母材形成工程、母材を線引炉で加熱溶融することで、母材を線引きしてマルチコアテープファイバを形成する線引工程、線引き形成されたマルチコアテープファイバを冷却する冷却工程、冷却されたマルチコアテープファイバの表面に樹脂をコーティングしてマルチコアテープファイバ素線を形成する樹脂被覆工程を有している。
【００３０】
[母材形成工程]
まず、マルチコアテープファイバ用の母材を形成する工程について説明する。図８に示すように、屈折率がコア部よりも低いクラッド部となる矩形のガラス棒５０を用意し、ガラス棒５０に複数の孔２２（図示例では４つの孔）を所定の間隔でガラス棒５０の長さ方向に孔開け加工で形成する。そして、形成した各孔２２に、屈折率分布がグレーデッド型であるコアロッド４０を挿入し、母材３を形成する。なお、孔２２の数は所望のコア数により設定され、また、線引後のマルチコアテープファイバ２の形状は母材３とほぼ相似形状となるため、矩形ガラス棒５０の寸法、孔２２の間隔、コアロッド４０の径は、線引後に作製されるマルチコアテープファイバ２のコア４やクラッド５の寸法、コア４間の間隔などに基づいて設計される。本実施形態においては、マルチコアテープファイバ２の厚さが１２５μｍであり、コア径が５０μｍとなるように母材３を形成する。
【００３１】
[線引工程]
続いて、図１、図２に示すように、母材３を角型の線引炉６の中心に配置し、ヒータ１６により母材３の下端部を約２０００℃で加熱溶融する。そして、加熱溶融された母材３を線引きしてマルチコアテープファイバ２を形成する。線引きされたマルチコアテープファイバ２の断面形状は、図３に示すように、矩形状の母材３とほぼ相似の矩形状となる。なお、母材３のコアロッド４０とガラス棒５０は線引工程の加熱で溶融一体化しても、或いは、あらかじめ母材形成工程で加熱を行ってガラス棒５０とコアロッド４０とを溶融一体化しておいても良い。
【００３２】
[冷却工程]
続いて、図３に示すように、線引工程で得られたマルチコアテープファイバ２を冷却管７の中心を通過させる。矩形の冷却管７の幅広面７ａ、７ｂの中心に配置された１対の吹出口１７、１７から、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂに対して冷却ガスＧを吹き付け、マルチコアテープファイバ２を冷却する。この際、冷却ガスＧがマルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂを両側から挟み込むように対向して吹き付けられるため、マルチコアテープファイバ２はガス圧により非接触で保持される。冷却ガス導入管８、８から供給される冷却ガスＧの流量を等しくすることにより、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂのガス圧を均等にでき、マルチコアテープファイバ２の捩れ及び線ブレを良好に抑制できる。また、マルチコアテープファイバ２がガス圧により保持されるため、溶融したマルチコアテープファイバのコア等の形状がガス圧により変形されない範囲で、冷却ガスＧの流量を適宜増加することが可能である。
【００３３】
マルチコアテープファイバ２が捩れた場合、図４に示すように外径測定装置９により測定されるマルチコアテープファイバ２の厚さＤが増加するため、すぐに捩れが検知される。同様に、マルチコアテープファイバ２の幅Ｗが測定されるとその幅が減少するため、捩れが検知される。そして、外径測定装置９から入力される測定結果に基づいて、制御装置１０はマスフローコントローラ１５を制御して、一方の冷却ガス導入管８から冷却管７内に供給される冷却ガスＧの流量を加減する。これにより、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂに加わる冷却ガスＧのガス圧を調整するフィードバック制御がなされ、マルチコアテープファイバ２の捩れが元に戻される。
【００３４】
[樹脂被覆工程]
続いて、冷却されたマルチコアテープファイバ２を樹脂被覆装置１１に送り、その表面に樹脂層２３を形成して、図６に示すような被覆付きのマルチコアテープファイバ素線１を得る。樹脂被覆装置１１に送られるマルチコアテープファイバ２は、冷却管７における冷却ガスＧのガス圧によって保持されて捩れ及び線ブレが抑制されているので、樹脂被覆装置１１の被覆ダイスの排出孔との接触が低減され、マルチコアテープファイバ２の接触による損傷が抑えられる。
【００３５】
樹脂被覆工程で、樹脂が被覆されたマルチコアテープファイバ素線１は、溝付きローラ１４で引き取られ、ガイド１２へと送られる。ガイド１２では、ガイド１２のコ字型部材１３、１３により、マルチコアテープファイバ素線１の捩れ及び線ブレが抑制される。ガイド１２を通過したマルチコアテープファイバ素線１は、ターンプーリ１９で方向転換された後に、ボビン１８に巻き取られる。
【００３６】
上記本発明の一実施形態に係るマルチコアテープファイバ素線の製造方法によれば、冷却管内を通過する矩形状のマルチコアテープファイバの幅広面の両側から冷却ガスを対向して吹き付けている。この構成により、冷却ガスの圧力により非接触でマルチコアテープファイバを保持することが可能となる。その結果、捩れおよび線ブレを抑制しテープファイバ素線製造中のマルチコアテープファイバの接触を低減できるので、マルチコアテープファイバの接触損傷および捩れ変形の少ないマルチコアテープファイバ素線を提供するこ
とが可能となる。しかも、マルチコアテープファイバを非接触で良好に保持できるので、供給する冷却ガスの流量を増加させ冷却効果を向上することも可能となる。また、冷却管として矩形管を用いることにより、冷却ガス導入管の吹出口をマルチコアテープファイバの幅広面に近接して設置できるので、冷却ガスの流量に対してマルチコアテープファイバの保持力および冷却効果をさらに向上することができる。
【００３７】
また、マルチコアテープファイバの外径を測定し、その測定結果に基づいて、マルチコアテープファイバの両側から吹き付ける冷却ガスの流量バランスを変化させる構成とすることにより、内部のマルチコアテープファイバの接触損傷および捩れ変形がより少ないマルチコアテープファイバ素線が得られる。
【００３８】
本発明の一実施形態に係るマルチコアテープファイバ素線の製造装置によれば、接触損傷および捩れ変形の少ないマルチコアテープファイバ素線を提供することが可能となる。さらに、供給する冷却ガスの流量を増加することができるので、冷却効果を向上することができる。その結果、線引速度を増加でき生産速度を向上できるだけでなく、冷却管の長さを縮小して製造装置の小型化が可能となる。
【００３９】
また、マルチコアテープファイバの外径測定装置および冷却ガスの流量バランスを制御する制御装置を設けることによって、冷却ガス圧によるマルチコアテープファイバの捩れ抑制をより確実かつ適切に行うことができる。
【００４０】
なお、本発明の比較例として、上記実施形態のマルチコアテープファイバ素線の製造装置において、冷却管として、図３（ａ）に示すような円筒形状の冷却管２００を用い、かつ円筒形状の冷却管２００に形成された１つの吹出口２０１から冷却ガスを吹き付ける構成とした。この比較例の製造装置を用いてマルチコアテープファイバの製造を行ったところ、捻れた状態のマルチコアテープファイバ（裸素線）が被覆ダイスに送られ、マルチコアテープファイバの表面が被覆ダイスの孔に接触して傷付くことが多く、表面が傷付いた裸素線に樹脂が被覆されたマルチコアテープファイバ素線が作製された。このマルチコアテープファイバ素線は、その裸素線表面に傷があるため、屈曲させると傷部から破断してしまった。比較例の製造装置の冷却管２００においては、本発明のように冷却ガスの吹き付けが最適化されず、マルチコアテープファイバの一面のみを冷却しているため、冷却管内の気流が乱れるなどによって、マルチコアテープファイバが捩れを起こったものと考える。
【符号の説明】
【００４１】
１ マルチコアテープファイバ素線
２ マルチコアテープファイバ
２ａ、２ｂ マルチコアテープファイバの幅広面
３ 母材
４ コア
５ クラッド
６ 線引炉
７ 冷却管
７ａ、７ｂ 冷却管の幅広面
８ 冷却ガス導入管
９ 外径測定装置
９ａ 投光器
９ｂ 受光器
１０ 制御装置
１１ 樹脂被覆装置
１２ ガイド
１３ コ字型部材
１４ 溝付きローラ
１５ マスフローコントローラ
１６ ヒータ
１７ 吹出口
１８ ボビン
１９ ターンプーリ
２０ 炉本体
２１ 溝
２２ 孔
４０ コアロッド
５０ ガラス棒
１００ 製造装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチコアテープファイバ素線の製造方法およびその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光通信技術の高速化、高信頼化を目的としたパラレル伝送方式においては、複数のコアを有するテープ形状のマルチコアテープファイバが用いられている。
【０００３】
マルチコアテープファイバはクラッド中に複数のコアを有するテープ形状の多心光ファイバである。その製造方法として、クラッドとなる矩形の石英ガラス棒中に複数のコアロッドを挿入した母材を２０００℃で加熱溶融し線引する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、スリット状の貫通孔を有する石英系ガラス板に光ファイバ素線を挿入した母材を加熱溶融して線引する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
光ファイバの形成においては母材を高温で加熱溶融して線引するため、この母材を線引して形成された光ファイバは効率的に冷却される必要性がある。この点、供給する冷却ガスの流量を増加させ冷却効果を向上させることが考えられるものの、冷却ガスの流量の増加により冷却管内の気流が不安定となり、光ファイバが捩れや線ブレを起こし、冷却管の内壁面や樹脂を被覆する被覆ダイスの孔部の縁などに光ファイバが接触し損傷するため、冷却ガスの流量の増加量は限られている。
【０００５】
円形断面の単心光ファイバを効率的に冷却する方法として、供給する冷却ガスの流量を増加させることなく、冷却ガスの流出を抑制するためのシール用ガスを円筒状の冷却管内に供給する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。具体的には、冷却管内の上部あるいは下部にシール用ガスを供給して冷却ガスの上部あるいは下部からの流出を抑制し冷却ガスを滞留させることにより、冷却ガスによる冷却効果を向上させると記載されている。
【０００６】
また、光ファイバ母材を線引する線引炉は一般的に円筒形であるが、矩形であるマルチコアテープファイバ用の母材を温度ムラが少なく溶融線引することができるように、角型の線引炉が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３８９９号公報
【特許文献２】特開平８−１７９１３８号公報
【特許文献３】特開平６−２９８５４７号公報
【特許文献４】特開平８−１１９６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に提案される技術は、供給する冷却ガスの流量を低減することにより光ファイバの線ブレおよび線ブレによる接触損傷を抑制するものの、光ファイバの捩れ及び捩れによる被覆ダイスとの接触損傷を抑制することは困難である。
【０００９】
本発明の目的は、マルチコアテープファイバ用の母材を線引きして形成されたマルチコアテープファイバの捩れを抑制でき、マルチコアテープファイバ素線製造中の捩れによる接触損傷を低減できるマルチコアテープファイバ素線の製造方法およびその製造装置を提
供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施の態様によれば、矩形状の石英ガラス系棒材内に複数のコアロッドが設けられたマルチコアテープファイバ用の母材を線引炉内に設置し加熱溶融することで、前記母材を線引きし矩形状のマルチコアテープファイバを形成する線引工程と、前記線引炉で線引き形成された矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却管内を通過させ、前記冷却管内に導入された冷却ガスにより矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却する冷却工程と、前記冷却管で冷却された矩形状の前記マルチコアテープファイバの表面に樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、を有するマルチコアテープファイバ素線の製造方法において、前記冷却管は矩形管であって、前記冷却管に導入される前記冷却ガスが、前記冷却管内を通過する矩形状の前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付けられるマルチコアテープファイバ素線の製造方法が提供される。
【００１１】
前記マルチコアテープファイバ素線の製造方法において、前記冷却工程の後に、前記マルチコアテープファイバの外径を測定し、その測定結果に基づいて、前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付ける前記冷却ガスの流量バランスを変化させることが好ましい。
【００１２】
本発明の他の実施の態様によれば、矩形状の石英ガラス系棒材内に複数のコアロッドが設けられたマルチコアテープファイバ用の母材を加熱溶融することで、前記母材を線引し矩形状のマルチコアテープファイバを形成する線引炉と、前記線引炉で線引き形成された矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却ガスにより冷却する冷却管と、前記冷却管で冷却された矩形状の前記マルチコアテープファイバの表面を樹脂で被覆してマルチコアテープファイバ素線を形成する樹脂被覆装置と、を有するマルチコアテープファイバ素線の製造装置において、前記冷却管が矩形管であって、前記冷却管内を通過する矩形状の前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から前記冷却ガスを対向させて吹き付けるように配置された冷却ガス導入管を備えるマルチコアテープファイバ素線の製造装置が提供される。
【００１３】
前記マルチコアテープファイバ素線の製造装置において、冷却された前記マルチコアテープファイバの外径を測定する外径測定装置を備えるとともに、前記外径測定装置の測定結果に基づいて、前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付けられる前記冷却ガスの流量バランスを制御する制御装置を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マルチコアテープファイバ用の母材を線引きして形成されたマルチコアテープファイバの捩れを抑制でき、マルチコアテープファイバ素線製造中の捩れによる接触損傷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のマルチコアテープファイバ素線の製造装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１のマルチコアテープファイバ素線の製造装置における線引炉の横断面図である。
【図３】図１のマルチコアテープファイバ素線の製造装置における冷却管を示すもので、（ａ）は冷却管の横断面図、（ｂ）は冷却管の縦断面図である。
【図４】図１のマルチコアテープファイバ素線の製造装置における外径測定装置の測定する外径を示す図である。
【図５】図３の冷却管に供給される冷却ガスの流量を制御する構成を示す概略構成図である。
【図６】本発明のマルチコアテープファイバ素線の断面図である。
【図７】図１のマルチコアテープファイバ素線の製造装置におけるガイドを示す拡大図である。
【図８】本発明のマルチコアテープファイバ用の母材の作製方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係るマルチコアテープファイバ素線の製造方法およびその製造装置について、図面を参照して説明する。
【００１７】
[マルチコアテープファイバ素線の製造装置]
まず、本実施形態に係るマルチコアテープファイバ素線の製造装置について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態に係るマルチコアテープファイバ素線１の製造装置１００は、上から順番にマルチコアテープファイバ用の母材３を溶融線引きする線引炉６と、母材３を線引きして形成されたマルチコアテープファイバ２を冷却ガスで冷却する冷却管７と、マルチコアテープファイバ２に樹脂を被覆しマルチコアテープファイバ素線１を形成する樹脂被覆装置１１と、を備えており、これら装置の中心をマルチコアテープファイバ２または被覆付きのマルチコアテープファイバ素線１が通過するように配置されている。さらに、本実施形態に係る製造装置１００では、冷却管７と樹脂被覆装置１１との間に外径測定装置９が設けられ、樹脂被覆装置１１の下方には溝付きローラ１４と、ガイド１２と、ターンプーリ１９と、ボビン１８と、を有している。以下、それぞれについて説明する。
【００１８】
[線引炉]
図１に示すように、製造装置１００の上部に設けられる線引炉６の形状は角型の線引炉であることが好ましい。角型の線引炉６は、図２に示すように、母材３の矩形断面とほぼ相似形状の断面を有し、矩形筒体状の炉本体２０の内周面にはヒータ１６が設けられている。マルチコアテープファイバ用の母材３は、矩形状の石英系のガラス棒５０内に複数本のコアロッド４０がガラス棒の幅方向（図２中で左右方向）に沿って設けられたものである。角型の線引炉６内の四方に設置されるヒータ１６から母材３の各側面までの距離が等しく設定され、加熱される母材３の温度ムラが少なく、母材３を均一に加熱することができる。すなわち、角型の線引炉６を用いることにより、母材３の断面形状と相似の矩形状断面をほぼ維持しながら線引きすることが可能となる。
【００１９】
[冷却管]
冷却管７には矩形管が用いられ、図３（ａ）の冷却管の横断面図に示すように、冷却管７は線引き形成されたマルチコアテープファイバ２の矩形状断面よりも一回り大きい矩形状断面の矩形状孔部を有する。また、図３（ｂ）の冷却管の縦断面図に示すように、冷却管７の鉛直方向の長さＬはマルチコアテープファイバ２を十分に冷却できる長さを有すが、冷却効率の向上によってその長さＬは縮小可能である。
【００２０】
そして、冷却管７には、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂにそれぞれ対向する冷却管７の幅広面７ａ、７ｂから、冷却ガスＧを供給して吹き付けるための冷却ガス導入管８が接続されている。冷却ガス導入管８が接続された冷却管７の冷却ガスＧの吹出口（供給口）１７はマルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂに近接して配置される。すなわち、図３（ａ）に示すように、冷却管７の吹出口１７は、幅広面７ａ、７ｂと同じ径を有する円筒の冷却管２００（図３（ａ）において鎖線で図示）と比較して、距離Ｄの分だけマルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂに近接して配置されることになる。
【００２１】
冷却管７の材質としては石英が好ましい。これは、冷却管に通常用いられるアルミニウム等の金属と比較して、石英は熱伝導率が低く、冷却管内の冷却効果を維持することができるからである。
【００２２】
冷却ガス導入管８は、冷却管７の対向する幅広面７ａ、７ｂのそれぞれに設置されており、冷却管７内を通過するマルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂの中央部に対して冷却ガスＧを垂直に吹き付けるように設置されている。さらに、冷却ガス導入管８、８が接続された冷却管７の吹出口１７、１７からマルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂのそれぞれに吹き付けられる冷却ガスＧの流量は等しくするのが好ましい。これは、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂの中央部に等量の冷却ガスＧを吹き付けることで、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂそれぞれに加わるガス圧によるファイバ保持力を等しくして、マルチコアテープファイバ２の捩れ及び線ブレを有効に抑制するためである。なお、冷却管７に供給される冷却ガスには、例えばアルゴンまたは窒素等が用いられる。
【００２３】
また、図３（ｂ）に示すように、冷却ガス導入管８は冷却管７の幅広面７ａ、７ｂの高さ方向における中央部に設置されることが好ましい。これは、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂに吹き付けられた冷却ガスＧが冷却管７内を上下方向に分離して流れ、冷却管７の上部、下部の開口からそれぞれスムーズに排出され、冷却管７内の気流が安定することになるからである。なお、冷却管７に設置される冷却ガス導入管８は冷却管７の上下方向および／または左右方向に複数対設け冷却効率を向上させることもできるが、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、冷却ガス導入管８は冷却管７に一対設けられることが好ましい。これは、一対の冷却ガス導入管を設けることにより、冷却管内の気流が安定し、マルチコアテープファイバの捩れおよび線ブレを有効に抑制できるためである。
【００２４】
[外径測定装置]
外径測定装置９は、特に限定されないが、例えば非接触で測定可能なレーザ方式の外径測定装置が用いられる。外径測定装置９は冷却管７の下方に設置され、冷却されたマルチコアテープファイバ２の外径を測定する。測定されるマルチコアテープファイバ２の外径は厚さＤおよび／または幅Ｗである。図４は、外径として厚さＤを測定する場合を示す。すなわち、外径測定装置９では、投光器９ａからのレーザ光をマルチコアテープファイバ２の幅方向に照射し、受光器９ｂで測定されるマルチコアテープファイバ２に遮られる部分の長さ、つまり、マルチコアテープファイバ２の投影像の厚さＤ１が測定される。そして、図４において実線で示すようにマルチコアテープファイバ２が捩れると、マルチコアテープファイバ２の捩れ角度の増加に応じて、測定される厚さＤ１は増加し実際の厚さＤよりも大きくなるため、マルチコアテープファイバ２の捩れが検知される。なお、図４においては、マルチコアテープファイバの厚さを外径として測定しているが、マルチコアテープファイバの厚さ方向にレーザ光を照射して、その幅Ｗを測定することも可能である。すなわち、捩れとともに、測定される幅が減少し実際の幅よりも小さくなるため、捩れが検知される。したがって、本発明においては、マルチコアテープファイバの厚さＤおよび／または幅Ｗの変化を測定することにより捩れが検知される。
【００２５】
また、図５に示すように、冷却ガスＧの流量を制御するために、冷却ガス導入管８に設けられ、冷却ガス導入管８を流れる冷却ガスＧの流量を調節するマスフローコントローラ１５と、マスフローコントローラ１５を制御する制御装置１０が設けられている。外径測定装置９は制御装置１０に接続されている。ここで、マスフローコントローラ１５は、一対の冷却ガス導入管８の少なくとも一方に接続されれば良い。これは、一方の冷却ガス導入管８の流量を調節することで、対向配置の一対の冷却ガス導入管８、８の冷却ガスＧの流量バランスを調整することができるからである。
【００２６】
[樹脂被覆装置]
樹脂被覆装置１１は、図１に示すように、冷却管７の下部に設置され、冷却された裸素線であるマルチコアテープファイバ２の表面に樹脂を被覆する被覆ダイス（図示せず）を備えている。被覆ダイスは角錐筒体状であり、樹脂被覆されたマルチコアテープファイバ素線１を排出する被覆ダイスの孔は、マルチコアテープファイバ２と相似形状の矩形状となっている。そして、図６に示すように、被覆ダイスにおいて裸素線であるマルチコアテープファイバ２は、その表面に樹脂層２３が被覆され、被覆付きのマルチコアテープファイバ素線１が得られる。なお、被覆する樹脂には紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂が用いられ、樹脂被覆装置１１の直下には、図示省略するが、紫外線照射炉あるいは加熱炉が設けられる。
【００２７】
[ガイド]
ガイド１２は樹脂被覆装置１１の下部に設置され、樹脂で被覆されたマルチコアテープファイバ素線１の捩れをさらに抑制する。ガイド１２は、図７に示すように、マルチコアテープファイバ素線１の幅狭面側の端面部形状に合わせた凹型の溝２１を有する２つのコ字型部材１３、１３を有し、２つのコ字型部材１３、１３はマルチコアテープファイバ素線１の幅狭面の両側からマルチコアテープファイバ素線１を包囲するように対向して配置される。ガイド１２の２つのコ字型部材１３、１３により、マルチコアテープファイバ素線１の捩れ及び線ブレを防止することができる。なお、コ字型部材１３はマルチコアテープファイバ素線１に直接接触しても、マルチコアテープファイバ素線１が樹脂で被覆されているためマルチコアテープファイバ素線１を傷つけることはない。
【００２８】
ターンプーリ１９はガイド１２の下部に設置され、鉛直方向に線引きされ樹脂で被覆されたマルチコアテープファイバ素線１を方向転換させ、ボビン１８へ導く。ボビン１８は製造装置１００の末端に設置され、所定の紡糸線速でマルチコアテープファイバ素線１を巻き取る。このボビン１８の紡糸線速を変化させることで、マルチコアテープファイバ２の厚さや幅を適宜調節することができる。
【００２９】
[マルチコアテープファイバ素線の製造方法]
次に、上記マルチコアテープファイバ素線の製造装置１００を用いて、マルチコアテープファイバ素線を製造する製造方法の一実施形態を説明する。本実施形態の製造方法は、マルチコアテープファイバ用の母材を形成する母材形成工程、母材を線引炉で加熱溶融することで、母材を線引きしてマルチコアテープファイバを形成する線引工程、線引き形成されたマルチコアテープファイバを冷却する冷却工程、冷却されたマルチコアテープファイバの表面に樹脂をコーティングしてマルチコアテープファイバ素線を形成する樹脂被覆工程を有している。
【００３０】
[母材形成工程]
まず、マルチコアテープファイバ用の母材を形成する工程について説明する。図８に示すように、屈折率がコア部よりも低いクラッド部となる矩形のガラス棒５０を用意し、ガラス棒５０に複数の孔２２（図示例では４つの孔）を所定の間隔でガラス棒５０の長さ方向に孔開け加工で形成する。そして、形成した各孔２２に、屈折率分布がグレーデッド型であるコアロッド４０を挿入し、母材３を形成する。なお、孔２２の数は所望のコア数により設定され、また、線引後のマルチコアテープファイバ２の形状は母材３とほぼ相似形状となるため、矩形ガラス棒５０の寸法、孔２２の間隔、コアロッド４０の径は、線引後に作製されるマルチコアテープファイバ２のコア４やクラッド５の寸法、コア４間の間隔などに基づいて設計される。本実施形態においては、マルチコアテープファイバ２の厚さが１２５μｍであり、コア径が５０μｍとなるように母材３を形成する。
【００３１】
[線引工程]
続いて、図１、図２に示すように、母材３を角型の線引炉６の中心に配置し、ヒータ１６により母材３の下端部を約２０００℃で加熱溶融する。そして、加熱溶融された母材３を線引きしてマルチコアテープファイバ２を形成する。線引きされたマルチコアテープファイバ２の断面形状は、図３に示すように、矩形状の母材３とほぼ相似の矩形状となる。なお、母材３のコアロッド４０とガラス棒５０は線引工程の加熱で溶融一体化しても、或いは、あらかじめ母材形成工程で加熱を行ってガラス棒５０とコアロッド４０とを溶融一体化しておいても良い。
【００３２】
[冷却工程]
続いて、図３に示すように、線引工程で得られたマルチコアテープファイバ２を冷却管７の中心を通過させる。矩形の冷却管７の幅広面７ａ、７ｂの中心に配置された１対の吹出口１７、１７から、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂに対して冷却ガスＧを吹き付け、マルチコアテープファイバ２を冷却する。この際、冷却ガスＧがマルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂを両側から挟み込むように対向して吹き付けられるため、マルチコアテープファイバ２はガス圧により非接触で保持される。冷却ガス導入管８、８から供給される冷却ガスＧの流量を等しくすることにより、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂのガス圧を均等にでき、マルチコアテープファイバ２の捩れ及び線ブレを良好に抑制できる。また、マルチコアテープファイバ２がガス圧により保持されるため、溶融したマルチコアテープファイバのコア等の形状がガス圧により変形されない範囲で、冷却ガスＧの流量を適宜増加することが可能である。
【００３３】
マルチコアテープファイバ２が捩れた場合、図４に示すように外径測定装置９により測定されるマルチコアテープファイバ２の厚さＤが増加するため、すぐに捩れが検知される。同様に、マルチコアテープファイバ２の幅Ｗが測定されるとその幅が減少するため、捩れが検知される。そして、外径測定装置９から入力される測定結果に基づいて、制御装置１０はマスフローコントローラ１５を制御して、一方の冷却ガス導入管８から冷却管７内に供給される冷却ガスＧの流量を加減する。これにより、マルチコアテープファイバ２の幅広面２ａ、２ｂに加わる冷却ガスＧのガス圧を調整するフィードバック制御がなされ、マルチコアテープファイバ２の捩れが元に戻される。
【００３４】
[樹脂被覆工程]
続いて、冷却されたマルチコアテープファイバ２を樹脂被覆装置１１に送り、その表面に樹脂層２３を形成して、図６に示すような被覆付きのマルチコアテープファイバ素線１を得る。樹脂被覆装置１１に送られるマルチコアテープファイバ２は、冷却管７における冷却ガスＧのガス圧によって保持されて捩れ及び線ブレが抑制されているので、樹脂被覆装置１１の被覆ダイスの排出孔との接触が低減され、マルチコアテープファイバ２の接触による損傷が抑えられる。
【００３５】
樹脂被覆工程で、樹脂が被覆されたマルチコアテープファイバ素線１は、溝付きローラ１４で引き取られ、ガイド１２へと送られる。ガイド１２では、ガイド１２のコ字型部材１３、１３により、マルチコアテープファイバ素線１の捩れ及び線ブレが抑制される。ガイド１２を通過したマルチコアテープファイバ素線１は、ターンプーリ１９で方向転換された後に、ボビン１８に巻き取られる。
【００３６】
上記本発明の一実施形態に係るマルチコアテープファイバ素線の製造方法によれば、冷却管内を通過する矩形状のマルチコアテープファイバの幅広面の両側から冷却ガスを対向して吹き付けている。この構成により、冷却ガスの圧力により非接触でマルチコアテープファイバを保持することが可能となる。その結果、捩れおよび線ブレを抑制しテープファイバ素線製造中のマルチコアテープファイバの接触を低減できるので、マルチコアテープファイバの接触損傷および捩れ変形の少ないマルチコアテープファイバ素線を提供するこ
とが可能となる。しかも、マルチコアテープファイバを非接触で良好に保持できるので、供給する冷却ガスの流量を増加させ冷却効果を向上することも可能となる。また、冷却管として矩形管を用いることにより、冷却ガス導入管の吹出口をマルチコアテープファイバの幅広面に近接して設置できるので、冷却ガスの流量に対してマルチコアテープファイバの保持力および冷却効果をさらに向上することができる。
【００３７】
また、マルチコアテープファイバの外径を測定し、その測定結果に基づいて、マルチコアテープファイバの両側から吹き付ける冷却ガスの流量バランスを変化させる構成とすることにより、内部のマルチコアテープファイバの接触損傷および捩れ変形がより少ないマルチコアテープファイバ素線が得られる。
【００３８】
本発明の一実施形態に係るマルチコアテープファイバ素線の製造装置によれば、接触損傷および捩れ変形の少ないマルチコアテープファイバ素線を提供することが可能となる。さらに、供給する冷却ガスの流量を増加することができるので、冷却効果を向上することができる。その結果、線引速度を増加でき生産速度を向上できるだけでなく、冷却管の長さを縮小して製造装置の小型化が可能となる。
【００３９】
また、マルチコアテープファイバの外径測定装置および冷却ガスの流量バランスを制御する制御装置を設けることによって、冷却ガス圧によるマルチコアテープファイバの捩れ抑制をより確実かつ適切に行うことができる。
【００４０】
なお、本発明の比較例として、上記実施形態のマルチコアテープファイバ素線の製造装置において、冷却管として、図３（ａ）に示すような円筒形状の冷却管２００を用い、かつ円筒形状の冷却管２００に形成された１つの吹出口２０１から冷却ガスを吹き付ける構成とした。この比較例の製造装置を用いてマルチコアテープファイバの製造を行ったところ、捻れた状態のマルチコアテープファイバ（裸素線）が被覆ダイスに送られ、マルチコアテープファイバの表面が被覆ダイスの孔に接触して傷付くことが多く、表面が傷付いた裸素線に樹脂が被覆されたマルチコアテープファイバ素線が作製された。このマルチコアテープファイバ素線は、その裸素線表面に傷があるため、屈曲させると傷部から破断してしまった。比較例の製造装置の冷却管２００においては、本発明のように冷却ガスの吹き付けが最適化されず、マルチコアテープファイバの一面のみを冷却しているため、冷却管内の気流が乱れるなどによって、マルチコアテープファイバが捩れを起こったものと考える。
【符号の説明】
【００４１】
１ マルチコアテープファイバ素線
２ マルチコアテープファイバ
２ａ、２ｂ マルチコアテープファイバの幅広面
３ 母材
４ コア
５ クラッド
６ 線引炉
７ 冷却管
７ａ、７ｂ 冷却管の幅広面
８ 冷却ガス導入管
９ 外径測定装置
９ａ 投光器
９ｂ 受光器
１０ 制御装置
１１ 樹脂被覆装置
１２ ガイド
１３ コ字型部材
１４ 溝付きローラ
１５ マスフローコントローラ
１６ ヒータ
１７ 吹出口
１８ ボビン
１９ ターンプーリ
２０ 炉本体
２１ 溝
２２ 孔
４０ コアロッド
５０ ガラス棒
１００ 製造装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の石英ガラス系棒材内に複数のコアロッドが設けられたマルチコアテープファイバ用の母材を線引炉内に設置し加熱溶融することで，前記母材を線引きし矩形状のマルチコアテープファイバを形成する線引工程と、
前記線引炉で線引き形成された矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却管内を通過させ、前記冷却管内に導入された冷却ガスにより矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却する冷却工程と、
前記冷却管で冷却された矩形状の前記マルチコアテープファイバの表面に樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、
を有するマルチコアテープファイバ素線の製造方法において、
前記冷却管は矩形管であって、前記冷却管に導入される前記冷却ガスが、前記冷却管内を通過する矩形状の前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付けられることを特徴とするマルチコアテープファイバ素線の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチコアテープファイバ素線の製造方法において、前記冷却工程の後に、前記マルチコアテープファイバの外径を測定し、その測定結果に基づいて、前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付ける前記冷却ガスの流量バランスを変化させることを特徴とするマルチコアテープファイバ素線の製造方法。
【請求項３】
矩形状の石英ガラス系棒材内に複数のコアロッドが設けられたマルチコアテープファイバ用の母材を加熱溶融することで、前記母材を線引し矩形状のマルチコアテープファイバを形成する線引炉と、
前記線引炉で線引き形成された矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却ガスにより冷却する冷却管と、
前記冷却管で冷却された矩形状の前記マルチコアテープファイバの表面を樹脂で被覆してマルチコアテープファイバ素線を形成する樹脂被覆装置と、
を有するマルチコアテープファイバ素線の製造装置において、
前記冷却管が矩形管であって、前記冷却管内を通過する矩形状の前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から前記冷却ガスを対向させて吹き付けるように配置された冷却ガス導入管を備えることを特徴とするマルチコアテープファイバ素線の製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載のマルチコアテープファイバ素線の製造装置において、冷却された前記マルチコアテープファイバの外径を測定する外径測定装置を備えるとともに、前記外径測定装置の測定結果に基づいて、前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付けられる前記冷却ガスの流量バランスを制御する制御装置を備えることを特徴とするマルチコアテープファイバ素線の製造装置。
【請求項１】
矩形状の石英ガラス系棒材内に複数のコアロッドが設けられたマルチコアテープファイバ用の母材を線引炉内に設置し加熱溶融することで，前記母材を線引きし矩形状のマルチコアテープファイバを形成する線引工程と、
前記線引炉で線引き形成された矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却管内を通過させ、前記冷却管内に導入された冷却ガスにより矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却する冷却工程と、
前記冷却管で冷却された矩形状の前記マルチコアテープファイバの表面に樹脂を被覆する樹脂被覆工程と、
を有するマルチコアテープファイバ素線の製造方法において、
前記冷却管は矩形管であって、前記冷却管に導入される前記冷却ガスが、前記冷却管内を通過する矩形状の前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付けられることを特徴とするマルチコアテープファイバ素線の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチコアテープファイバ素線の製造方法において、前記冷却工程の後に、前記マルチコアテープファイバの外径を測定し、その測定結果に基づいて、前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付ける前記冷却ガスの流量バランスを変化させることを特徴とするマルチコアテープファイバ素線の製造方法。
【請求項３】
矩形状の石英ガラス系棒材内に複数のコアロッドが設けられたマルチコアテープファイバ用の母材を加熱溶融することで、前記母材を線引し矩形状のマルチコアテープファイバを形成する線引炉と、
前記線引炉で線引き形成された矩形状の前記マルチコアテープファイバを冷却ガスにより冷却する冷却管と、
前記冷却管で冷却された矩形状の前記マルチコアテープファイバの表面を樹脂で被覆してマルチコアテープファイバ素線を形成する樹脂被覆装置と、
を有するマルチコアテープファイバ素線の製造装置において、
前記冷却管が矩形管であって、前記冷却管内を通過する矩形状の前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から前記冷却ガスを対向させて吹き付けるように配置された冷却ガス導入管を備えることを特徴とするマルチコアテープファイバ素線の製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載のマルチコアテープファイバ素線の製造装置において、冷却された前記マルチコアテープファイバの外径を測定する外径測定装置を備えるとともに、前記外径測定装置の測定結果に基づいて、前記マルチコアテープファイバの幅広面の両側から対向させて吹き付けられる前記冷却ガスの流量バランスを制御する制御装置を備えることを特徴とするマルチコアテープファイバ素線の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８２０９２（Ｐ２０１２−８２０９２Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２８４８１（Ｐ２０１０−２２８４８１）
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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