JP4983937B2 - Ｓｚスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＳＺ状に形成された溝に複数心の光ファイバ心線を収容したＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法に関する。

従来、円柱状の部材に交互に反転するらせん状の溝を形成し、その中に複数心の光ファイバ心線を収容したＳＺスロット型光ファイバケーブルが知られている。
図５は、従来のＳＺスロット型光ファイバケーブルを示す図で、図中、１はＳＺスロット型光ファイバケーブルを示す。このＳＺスロット型光ファイバケーブル（以下、単に光ファイバケーブルという）１は、鋼線，鋼撚線等からなるテンションメンバ３が中心部に埋設され、外面側にＳＺ状に形成された複数条の溝を有する樹脂製のロッドからなるＳＺスロット４を用いて形成される。

ＳＺスロット４の溝には、複数枚の光ファイバテープ心線２を収容し、ＳＺスロット４の外周に粗巻き紐５、上巻きテープ６を巻き付けて光ファイバテープ心線２を覆っている。そして、上巻きテープ６の外側を、押出し成形で形成されるケーブル外被７で被覆した形状のものが一般的である（例えば、特許文献１を参照）。

光ファイバケーブル１は、図６の断面Ａ，Ｂ，Ｃに示すように、ＳＺスロット４の長手方向に沿って、光ファイバテープ心線２を収容する溝を一定間隔で反転させた構造となっており、これにより、光ファイバケーブルを切断せずとも中間部分で外被を除去しただけで、所望の光ファイバ心線のみを簡単に取り出すことができるようになっている。

特開２００７−２１２５２３号公報

図７は、従来のＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置を説明するための図である。図中、１０はＳＺスロット４の供給リール、１１はブレーキ装置、１２は光ファイバテープ心線２の供給リール、１３はダイス等の挿入治具、１４は粗巻き紐巻付け装置、１５は上巻きテープ巻付け装置、１６は引き取り装置、１７は巻取りリールを示す。光ファイバテープ心線２及びＳＺスロット４は、それぞれ供給リール１０，１２に巻き付けられた状態で準備される。

ＳＺスロット４は、供給リール１０からブレーキ装置１１を経て挿入治具１３へ供給される。一方、光ファイバテープ心線２は、供給リール１２から挿入治具１３へ供給される。そして、光ファイバテープ心線２は、挿入治具１３により押さえられながらＳＺスロット４の溝に挿入され、粗巻き紐巻付け装置１４によりナイロン製ヤーンなどの粗巻き紐が巻き付けられる。これにより、光ファイバテープ心線２のＳＺスロット４の溝からの脱落（飛び出し）を防止している。

上記の粗巻き紐が巻き付けられたＳＺスロット４ａに対して、上巻きテープ巻付け装置１５により上巻きテープが巻き付けられた後に、引き取り装置１６により引き取られ、巻取りリール１７に巻き付けられる。そして、巻取りリール１７に巻き付けられたＳＺスロット４ｂは別途、ケーブル外被７を被せられて光ファイバケーブル１とされる。

図８は、図７に示した挿入治具付近の構成を示す図である。光ファイバテープ心線２は、挿入治具１３によってＳＺスロット４に押えられて挿入される。挿入治具１３は、例えば、リング状の部材であり、その開口径は、挿入治具１３とＳＺスロット４との隙間に光ファイバテープ心線２が入り込まない程度に、ＳＺスロット４の直径よりも少しだけ大きくなっている。このため、光ファイバテープ心線２をＳＺスロット４の溝に適切に挿入させることができる。また、粗巻き紐巻付け装置１４は、図示しない供給リールから粗巻き紐５を供給し、光ファイバテープ心線２を挿入した直後のＳＺスロット４に対して巻付け用治具１４ａにより粗巻き紐５を巻き付ける。

上記の集合工程においては、光ファイバテープ心線２をＳＺスロット４の溝内に無理なくスムーズに収納することが重要である。このための挿入治具１３は、例えば、図８，９に示すような集合ダイスが使用されるが、常にＳＺスロット４及び光ファイバテープ心線２に接しながら使用されるため、治具自体が磨耗してしまう。磨耗した挿入治具はその開口径が大きくなり、挿入治具１３とＳＺスロット４との隙間が拡大する。すなわち、挿入治具１３が磨耗していない正常な状態では、図９（Ａ）に示すように、隙間ｇ１は僅かであり、光ファイバテープ心線２がＳＺスロット４の溝から外れることはない。しかし、挿入治具１３の磨耗が進んだ状態では、図９（Ｂ）に示すように、隙間ｇ２（＞隙間ｇ１）に広がり、光ファイバテープ心線２がＳＺスロット４の溝から外れてしまう。

そして、光ファイバテープ心線２がＳＺスロット４の溝から外れた状態で、粗巻き紐５が巻かれると、図１０に示すように、光ファイバテープ心線２が溝外れの状態のまま保持されてしまう。これ以外にも、ＳＺスロット４の形状不良や、粗巻き紐５の張力不足等でも、光ファイバテープ心線２の溝外れが発生する場合がある。

上記において、近年の光ファイバテープ心線は高性能化が進み、溝外れにより付与される曲げ程度では伝送特性が悪化せず、ＯＴＤＲ(Optical Time Domain Reflectometer)などによる検査で溝外れを検出できないことがある。また、光ファイバテープ心線がＳＺスロットの溝から外れた状態でケーブル外被により被覆されてしまうと、外観の目視検査等で溝外れを発見することも困難となる。そして、このような場合、溝外れの発生に気付かずに光ファイバケーブルが製品出荷されてしまい、その光ファイバケーブルが布設され、長時間経過した後に、溝外れに起因して伝送特性が悪化するという問題がある。

また、近年では画像処理技術が向上しており、画像により光ファイバテープ心線の溝外れを検出する方法も考えられる。しかし、光ファイバテープ心線は４心の場合で幅１．１ｍｍ×厚さ０．３ｍｍ程度の小さな部材であり、ＳＺスロットは品種により溝の数や、反転する周期、溝の形状等が異なる。このため光ファイバテープ心線がＳＺスロットの溝から外れたことを検出するために、高度な画像処理技術を用いたとしても、困難と考えられる。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、ＳＺスロットの溝から光ファイバ心線が外れていることを検出し易くしたＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法を提供すること、を目的とする。

本発明によるＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置は、ＳＺ状に形成された溝に複数心の光ファイバ心線を収容したＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置であって、複数心の光ファイバ心線をＳＺスロットの溝に挿入する挿入手段と、挿入手段により複数心の光ファイバ心線が挿入されたＳＺスロットに粗巻き紐を巻き付ける巻付け手段と、巻付け手段により粗巻き紐が巻き付けられたＳＺスロットに外力を付与する外力付与手段とを備え、外力付与手段は、円筒形状のコイルバネであり、粗巻き紐が巻き付けられたＳＺスロットは、コイルバネ内に挿通されている。

本発明によるＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造方法は、ＳＺ状に形成された溝に複数心の光ファイバ心線を収容したＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造方法であって、複数心の光ファイバ心線をＳＺスロットの溝に挿入する挿入ステップと、挿入ステップにて複数心の光ファイバ心線が挿入されたＳＺスロットに粗巻き紐を巻き付ける巻付けステップと、巻付けステップにて粗巻き紐が巻き付けられたＳＺスロットに外力を付与する外力付与ステップとを備え、外力付与ステップは、粗巻き紐が巻き付けられたＳＺスロットを、円筒形状のコイルバネ内に挿通する。

本発明によれば、粗巻き紐の巻かれたＳＺスロットの周囲に外力を付与することにより、意図的に光ファイバ心線の伝送特性を悪化させることができるため、ＳＺスロットの溝から光ファイバ心線が外れていることをＯＴＤＲ等により容易に検出することができる。

本発明によるＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法の構成例を示す図である。 図１に示したローラによりＳＺスロットに外力を付与した場合における溝外れの光ファイバテープ心線の状態を示す図である。 本発明によるＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法の他の構成例を示す図である。 本発明による外力付与手段のその他の構成例を示す図である。 従来のＳＺスロット型光ファイバケーブルを示す図である。 光ファイバケーブルが備えるＳＺスロットの長手方向に沿って、光ファイバテープ心線を収容する溝を一定間隔で反転させた断面構造を示す図である。 従来のＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置を説明するための図である。 図７に示した挿入治具付近の構成を示す図である。 正常な挿入治具と磨耗した挿入治具とを比較した図である。 光ファイバテープ心線がＳＺスロットの溝から外れ、粗巻き紐が巻かれた状態を示す図である。

以下、図１〜４を参照しながら、本発明のＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法の好適な実施の形態について説明する。なお、図５〜１０で説明した部分と同じ機能を備えた部分には同じ符号を用い、繰り返しの説明を省略するものとする。

図１は、本発明によるＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法の構成例を示す図である。図中、１８は外力付与手段の一例であるローラを示す。本例に示す製造装置は、光ファイバケーブルの集合工程を実施するためのもので、外力付与手段１８を備える点以外、前述の図７に示した製造装置と同じ構成とするが、供給リール１０，１２、ブレーキ装置１１、上巻きテープ巻付け装置１５、及び引き取り装置１６の記載は省略するものとする。また、挿入治具１３は本発明の挿入手段に相当し、粗巻き紐巻付け装置１４は本発明の巻付け手段に相当する。

本発明の主たる特徴部分は、粗巻き紐の巻かれたＳＺスロットの周囲に外力を付与することにより、ＳＺスロットの溝から外れた状態の光ファイバ心線に対して、意図的に伝送特性を悪化させ、ＳＺスロットの溝から光ファイバ心線が外れていることを検出し易くすることにある。このための構成として、製造装置は、複数枚の光ファイバテープ心線２をＳＺスロット４の溝に挿入する挿入治具１３と、挿入治具１３により複数枚の光ファイバテープ心線２が挿入されたＳＺスロット４に粗巻き紐を巻き付ける粗巻き紐巻付け装置１４と、粗巻き紐巻付け装置１４により粗巻き紐が巻き付けられたＳＺスロット４ａに外力を付与する外力付与手段１８とを備える。

上記例では、複数枚の光ファイバテープ心線２を例示しているが、単心の光ファイバ心線を複数心収容する構成であってもよい。また、ＳＺスロット４ａは、前述したように、ＳＺスロット４の溝に光ファイバテープ心線２が挿入され、粗巻き紐が巻き付けられた状態を示しており、ＳＺスロット４と区別して説明する。

外力付与手段１８の一例であるローラによりＳＺスロット４ａに外力を付与することができる。この際、１つのローラあるいは一対のローラでもＳＺスロット４ａに外力を付与することは可能であるが、外力を付与できる部分が局所的となることから、溝外れとなっている光ファイバテープ心線２にうまく曲げを加えることができない場合がある。このため、ＳＺスロット４ａの周囲全体に渡ってまんべんなく外力を付与できることが望ましい。

例えば、図１に示すように、外力付与手段１８を、一対のローラを１組とした複数組のローラ対で構成するとよい。これら複数組のローラ対のそれぞれが、ＳＺスロット４ａを異なる方向から挟むように配置されている。本例では、ローラ対が上下方向、左右方向にそれぞれ配置されているため、ＳＺスロット４ａの上下左右の各方向からまんべんなく外力を付与することができる。なお、上下方向、左右方向にさらに斜め方向を加えた３つ以上の方向にローラ対を配置すると、ＳＺスロット４ａに対してより広い範囲に外力を付与できるため、より望ましい。

これにより、ＳＺスロット４ａの周囲に外力を付与し、意図的に光ファイバテープ心線２の伝送特性を悪化させることができるため、光ファイバテープ心線２の溝外れを容易に検出することが可能となる。

ここで、上記の理由について説明する。ＳＺスロット４ａにおいて溝外れが発生している場合、前述の図１０に示したような状態となる。このような状態のＳＺスロット４ａに図１に示したローラにより外力Ｆを付与すると、溝外れになっている光ファイバテープ心線２に曲げが加わり、図２に示すような状態となる。すなわち、溝外れの光ファイバテープ心線２は、ＳＺスロット４のエッジ部分と外力Ｆにより変形、破損するため、光ファイバ心線の伝送特性が悪化する。そして、この状態のまま、上巻きテープが巻き付けられて、巻取りリール１７に巻き取られる。

上記の集合工程で溝外れを起こしている光ファイバ心線は外力により伝送特性が悪化しているため、一般的なＯＴＤＲ等により容易に溝外れを検出することができる。このＯＴＤＲは、図１に示す集合工程の最後に実施することができる。すなわち、ＳＺスロット４ａに上巻きテープを巻き付けて巻取りリール１７に巻かれた状態の線材にＯＴＤＲを実施して、溝外れを検出する。このＯＴＤＲは、光ファイバ心線にパルス光を入射し、そのパルス光により入射端に戻ってくる微弱な反射光を時間領域で測定することにより、光ファイバ心線の接続損失や反射減衰量などを測定するものである。なお、溝外れが検出されなかった線材はケーブル外被で被覆され、光ファイバケーブルとされる。

また、ローラにより外力を加え過ぎると、ＳＺスロット自体が変形してしまい、光ファイバ心線の溝外れがない良品のケーブルに対しても、伝送特性を悪化させてしまう恐れがある。このため、ＳＺスロット４の形状が変形しない程度の外力を付与することが望ましい。実際にはＳＺスロット４の材質や構造などに応じて付与できる外力の値も異なるが、一般的に数十Ｎ〜数百Ｎ程度の押圧力に設定すればよいと考えられる。

また、ローラを配置する位置は、粗巻き紐巻付け装置１４の後段であって、ケーブル外被で被覆する前であればよい。すなわち、ＳＺスロット４ａに対して上巻きテープを巻き付けた状態の線材（図７に示したＳＺスロット４ｂ）にローラで外力を付与してもよい。このように、粗巻き紐が巻かれたＳＺスロット４ａあるいはＳＺスロット４ａに上巻きテープが巻かれたＳＺスロット４ｂのいずれかにローラで外力を付与することで、意図的に伝送特性を悪化させることができる。しかし、上巻きテープのないＳＺスロット４ａのほうがより強い外力を加えることができるため、粗巻き紐を巻き付けたほうがより好ましいものと考えられる。

図３は、本発明によるＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法の他の構成例を示す図である。外力付与手段１８をローラの代わりにベルトで構成してもよい。より望ましくは、一対のベルトを１組とした複数組のベルト対で構成する。図３に示すように、これら複数組のベルト対それぞれが、ＳＺスロット４ａを異なる方向から挟むように配置される。本例では、ベルト対が上下方向、左右方向にそれぞれ配置されているため、ＳＺスロット４ａの上下左右の各方向からまんべんなく外力を付与することができる。なお、上下方向、左右方向にさらに斜め方向を加えた３つ以上の方向にベルト対を配置すると、ＳＺスロット４ａに対してより広い範囲に外力を付与できるため、より望ましい。

これにより、図１のローラと同様に、ＳＺスロット４ａの周囲に外力を付与し、意図的に光ファイバテープ心線２の伝送特性を悪化させることができるため、光ファイバテープ心線２の溝外れを容易に検出することが可能となる。

図４は、本発明による外力付与手段のその他の構成例を示す図である。外力付与手段１８は、円筒形状のコイルバネであり、粗巻き紐が巻き付けられたＳＺスロット４ａは、コイルバネ内に挿通される。このコイルバネの内径は、ＳＺスロット４ａの外径よりも少し大きくなっている。ＳＺスロット４ａは図の矢印の方向に向かって進行し、コイルバネの入口１８ａから入り、出口１８ｂから抜けていく。ＳＺスロット４ａはコイルバネの締め付け力により溝外れを起こしている光ファイバテープ心線２が押し潰されるため、図１のローラ，図３のベルトと同様に、意図的に光ファイバテープ心線２の伝送特性を悪化させることができる。

ここで、ＳＺスロット４ａのコイルバネ内への挿通をスムーズにするために、コイルバネの表面にテフロン（登録商標）加工を施したり、あるいは、コイルバネの入口１８ａの径を出口１８ｂの径よりも広くし、バネの内径が入口１８ａから出口１８ｂに向けて徐々に小さくなるようにテーパ状に形成してもよい。

１…ＳＺスロット型光ファイバケーブル（光ファイバケーブル）、２…光ファイバテープ心線、３…テンションメンバ、４，４ａ，４ｂ…ＳＺスロット、５…粗巻き紐、６…上巻きテープ、７…ケーブル外被、１０，１２…供給リール、１１…ブレーキ装置、１３…挿入治具、１４…粗巻き紐巻付け装置、１５…上巻きテープ巻付け装置、１６…引き取り装置、１７…巻取りリール、１８…外力付与手段。

Claims (2)

1. ＳＺ状に形成された溝に複数心の光ファイバ心線を収容したＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置であって、
   前記複数心の光ファイバ心線をＳＺスロットの溝に挿入する挿入手段と、該挿入手段により前記複数心の光ファイバ心線が挿入された前記ＳＺスロットに粗巻き紐を巻き付ける巻付け手段と、該巻付け手段により前記粗巻き紐が巻き付けられた前記ＳＺスロットに外力を付与する外力付与手段とを備え、
   前記外力付与手段は、円筒形状のコイルバネであり、前記粗巻き紐が巻き付けられた前記ＳＺスロットは、前記コイルバネ内に挿通されることを特徴とするＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造装置。
2. ＳＺ状に形成された溝に複数心の光ファイバ心線を収容したＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造方法であって、
   前記複数心の光ファイバ心線をＳＺスロットの溝に挿入する挿入ステップと、該挿入ステップにて前記複数心の光ファイバ心線が挿入された前記ＳＺスロットに粗巻き紐を巻き付ける巻付けステップと、該巻付けステップにて前記粗巻き紐が巻き付けられた前記ＳＺスロットに外力を付与する外力付与ステップとを備え、
   前記外力付与ステップは、前記粗巻き紐が巻き付けられた前記ＳＺスロットを、円筒形状のコイルバネ内に挿通することを特徴とするＳＺスロット型光ファイバケーブルの製造方法。

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