JPH01244411A - 管内への線状体挿通方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は管内への線状体挿通方法、特に振動を利用し
て線状体を管内に挿通ずる方法に関する。

この発明は光ファイバ、金属線その他の線状体が保護管
あるいはシース内に挿通された光ファイハケーフル、電
線、複合構造管その他の製造に用いられる。

［従来の技術］ 長尺の管などに線状体を挿通ずる必要がある場合かある
。たとえば、近年広く用いられるようになった光通信ケ
ーブルは、光ファイバか強度的に弱いことから、金属被
覆をした構造のものが要求されるようになって来ている
。このために、光ファーｒバ心線あるいはコードをたと
えば直径数ｍｍ以斗、長さ数−画ｍ以七の鋼管に挿通す
る必要がある。あるいは、光フアイバ心線の挿通に先立
って、鋼線などの金属線をメツセンジャーワイヤとして
管に挿通ずることもある。

従来、金属管等の管に線状体を挿通した線状体線を製造
する方法として、特開昭５８−１８［１１１Ｏおよび特
開昭６２−’ｌ’１０１０か知られている。こらの方法
ては、線状体を挿通ずるキャリヤ部材あるいは管を振動
させ、振動コンベアの原理で線状体に搬送力を１）え、
ギヤリア部月あるいは管に線状体を挿入する。

これらの方法では、線状体の挿通開始にあたって、線状
体に十分な搬送力が与えられる程度の長さだけ線状体を
管の人口部分に予め挿入しておく。この予備挿入は、手
作業あるいはピンチローラ−などによる機械的な手段に
より行うことができる。なお、管の人口端は管のコイル
に固定されているので、コイルと一体となって振動して
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の線状体挿通方法には次のような問題があ
った。

（ａ）質入口端が振動しているので、線状体は質入［１
端手前の部分が大きく波打つように振れ動き、これの遠
心効果により管外への排出力が生じ、管内への進入が妨
げられる。この理由により、挿通開始時に予備挿入を必
要とするので、作業能率か低下する。予備挿入長さが短
いと、線状体に十分な搬送力が与えられず、線状体が管
内に進入しないのて、かなりの長さにねたりて予備挿入
しなければならない。

（ｂ）線状体は質入口端手前で繰返し曲げが加わり、特
に光ファイバではマイクロクラックが生じる。また、線
状体は上記振れ動きにより管端と接触して傷を生じる。

そこで、この発明は能率よく、また傷を与えることなく
線状体を挿通することができる管内への線状体挿通方法
を提供しようとするものである。

［課題を解決するだめの手段］ この発明の管内への線状体挿通方法は、まず管をコイル
状に巻いて管のコイルを形成する。ついで、管の人口部
分を管のコイルから離して人１１部分が立ち上るように
湾曲させて人口端を静止状態に固定支持する。そして、
線状体を送り出して前記人［１端に供給しなから、管の
任意の点がら旋状の経路に沿って往復動するように管の
コイルを振動させる。

管のコイルを形成するには、ボビン、スプールなどの円
筒体に管を巻き付ける。管のコイルの直径は、挿通性お
よび線状体に過大な曲げ応力を与えない点から　１５１
１ｎ＋ｍ以上であることが望ましい。

管のコイルを振動させるには、上記円筒体を振動モータ
、電磁バイブレータなどの公知の手段により駆動すれば
よい。振動条件は、たとえば振動角　（すなわち、ら旋
のリード角）が５〜３０度、振動数が１０〜３０Ｈｚ、
全振幅が垂直成分で０．２〜２．０ｍｍ程度である。

立ち上がる姿勢となった人［１部分も管のコイル状とな
った部分とともに振動するが、人口部分の上端すなわち
人口端は静止固定されているので、この部分に曲げモー
メエントが加わる。したが）て、人口部分に過大な応力
が加わらないように、この部分の長さおよび湾曲の曲率
半径はある程度大きくなければならない。これら長さお
よび曲率半径の適当な値は管の材質によっても変るが、
たとえば鋼管の場合、長さおよび曲率半径はそれぞれ管
外径の１００〜３００倍および５０〜２００倍程度が実
用的である。また、人口部分は垂直に立ち上がらせる必
要はなく、人口部分の管内を線状体が滑り落ちる程度に
傾斜させてもよい。管の人口部分は簡単に二次元的に、
すなわち垂直面内で湾曲させてもよく、あるいは三次元
的にら旋状に湾曲させてもよい。

線状体を管の人口端に送り出すには、たとえば、線状体
を巻き取ったリールをモータにより回転駆動する、ある
いは電磁フィーダにより線状体に前進力を与える。この
送り出す力の大きさは、線状体を質入口端に供給できる
大きさであれば十分であり、線状体を管内に押し込んで
挿通するほどの大きさは必要ない。

［作用］ 管の任意の点がら旋状の経路に沿って往復動するように
管のコイルを振動させると、コイル状となった管の内部
の線状体は管内壁面より斜め上前方に向う力を受ける。

この力により、線状体は管内で斜め上前方に向って飛び
跳ね、あるいは管内壁面を滑動゛する。このようにして
、管内の線状体は管内壁よりコイル円周方向の搬送力が
間欠的に与えられて管内を前進する。

また、挿通開始時においては、入口端に送り出されてき
た管外の線状体は、重力により管内に引き込まオｔて管
の人［１部分を［）ｎ−進し、引き続き？ｒ（・のコイ
ルの振動により前進する。したかって、従来行っていた
前記予備抽入は不要である。

［実施例］ 光ファイバを細径かつ長尺の鋼管に挿通ずる場合を実ｈ
トし例として説明する。

まず、この発明の挿通方法を実施する装置例について説
明する。第１図はこの発明を実施する装置の全体図、お
よび第２図は上記装置の一部である振動デープルの平面
図である。

架台１１は振動しないように床面９に強固に固定されて
いる。架台１１十面の四隅には振動チーフル支持用のコ
イルはね１８か取りイて１りられている。

架台１１１−には、支持ばね１８を介して正方形の盤状
の振動デーフル１４か載置されている。振動デープル１
４のＦ面から支持フレーム１５かトカに延びている。

振動デープル１４の支持フレーム１５には、一対の振動
モータ２＋、２２か取りイマ１りられている。振動モー
タ２２は、振動モータ２１を振動テーブル１４の中心軸
線０周りに１８０度回転した位置および姿勢にある。ま
た、振動モータ２＋、２２は、これらの回転軸か」二記
中心軸線Ｃを含む垂直面にそれぞれ平行であり、かつ振
動テーブル面に対しＣｊいに逆方向に７５度傾斜する姿
勢となっている。振動モータ２］、２２は回転軸の両端
に不平衡重錘２４が固着されており、不乎衡重錘２４の
回転による遠心力により振動デープル１４にこれの面に
対し斜め方向の加振力を与える。この一対の振動モータ
２］、２２は、振動数および振幅が７ｆいに一致し、加
振方向が互いに　１８０度ずれるように駆動される。し
たがって、この一対の振動モータ２１，２２による振動
を合成すると、中心軸が振動テーブル１４の中心軸線Ｃ
と一致するら旋に沿うようにして振動デープル１４は振
動する。振動チーフル１４は上記のように支持ばね１８
を介して架台１１に取りイ」けられているので、振動デ
ープルＪ４の振動は架台１１に伝わらない。

なお、加振装置として上記振動モータ２］、２２の代わ
りに、たとえばクランク、カムあるいは電磁石を利用し
たの加振装置でもよく、また振動モータ２］、２２の振
動テーブル１４への取り例は方も図示のものに限定され
ない３、 ボビン輔か振動デーフルＨの中心軸線Ｃに一１致するよ
うにして、ボビン２７が振動デープルＩ　＝１、、−１
−に固定されている。ポどン２７には光ファイバ７が挿
通される管１がコイル状に巻きイ・１けられ、この管の
コイル５のト端から光ファイバ７が管内に供給される。

光ファイバに過大な曲げ応力を与えないために管のコイ
ル５の直径は　１５０ｍｍ以−にであることが望ましい
。この実施例では、光ファイバ７は光フアイバ素線に樹
脂をプレコートしたのものてあり、管１幻鋼管である。

ホビン２７は振動モータ２］、２２の振動を確実に受け
るようにこれの下部フランジ２９の外周縁がそれぞれ振
動デープル１４に固定治具：）１で固定されている７、
ホビン２７は円周方向にボビン軸心方向に凹凸が連続す
るように溝　（図示しない）を設けてあり、溝に管１が
密接するにうになっている。

ボビン２７の斜め土方に光ファイパイＪ（給装置３３の
供給スプール３４が配置されＣいる。供給スプール３４
は軸受台３５に回転可能に支持されている。供給スプー
ル３４はこれに巻き伺けられた光ファイバ７を縁り出し
、管１の人「１端３に供給する。

供給スプール３４に隣接して駆動モータ３（）が配置さ
れており、供給スプール３４と駆動モータ３８とはベル
ト伝動装置４０を介して作動連結されている。

供給スプール；）４は駆動モータ３８により回転駆動さ
れ、光ファイハフを繰り出して、ボビン２７に巻き（ｑ
けられた管１に光ファイバ７を供給する。

供給スプール３４の光フアイバ繰出し位置に近接し−（
保持ガイド４３が設けられている。保持ガイド４：（は
、供給スプール３４から繰り出された光ファイバ７を保
持する。

保持カイト４３に続いて光フアイバ送給状態検出装置４
７が配置されている。光フアイバ送給状態検出装置４７
は、支持柱４８およびこれに取り（＝Ｊけられた光ファ
イバ高さ位置検出器４９から構成されている。光ファイ
バ高さ位置検出器４９はイメージセンサとこれに対向し
て配置された光源とからなっており、光ファーｒハフの
通過位置にあって光ファイバフのたるみ具合を検知する
。イメージセンサとしてＣＯＤラインセンサが用いられ
る。

光フアイバ送給状態検出装置４７には回転速度制御装置
５２が接続されており、回転速度制御装置５２は検出装
置４７からの信号に基づき前記駆動モータ３８の電源３
９の電圧を制御する。すなわち、光ファイバ７が光ファ
イバ高さ位置検出器４９を光源から遮断する高さ位置に
応じて駆動モータ３８の回転速度、つまり光ファイバ７
の繰出し速度を制御する。

・　管１への光ファイバ７の挿通中に共振現象、管内面
および光フアイバ表面の状態により、光ファイバ７の挿
通速度は必ずしも一定でなく、変動する場合がある。し
たがって、管１内における光ファイバ７の速度に変動が
生じると、外部における光ファイバ７の送り状態に影響
を与え、光ファイバ７の挿通速度にこの送り速度が追従
できないと、光ファイバ７の必要以上のたるみ、あるい
は張り過ぎによる断線などが発生し、光ファイバ７の円
滑な供給に支障を来たす虞れがある。しかし、上記のよ
うに供給スプール３４を駆動回転し、管１内の光ファイ
バ７の移送状態に応じて供給スプール３４の回転速度を
変化あるいは場合によっては停止することにより、光フ
ァイバ７を常に所要の供給速度範囲内で供給することが
できる。換言すれば、光ファイバ７力月長り過ぎあるい
はたるみ過ぎにならず、最も良好な状態（第１図に示す
ような若干たるんだ状態）に維持できる。この結果、光
ファイバ７自体に負担を与えずに、すなわち光ファイバ
７の挿通に抵抗を与えることなく、光ファイバ７を管１
へ何等の支障なく挿通することができる。ちなみに、直
径が０．４　ｍｍの光ファイバを内径０．５　ｍｍの鋼
管に挿入する場合、光ファイバに加わる光フアイバ供給
側に向う力が２０　ｇＦ以上であると、光ファイバは管
内に入って行かない。

光フアイバ送給状態検出装置４７の出側にベンド５５が
設置されている。ベンド５５は、光フアイバ送給状態検
出装置４７からの光ファイバ７を管入口端３に案内する
。

第３図に示すように、ベンド５５の下端に保持金具５７
が設けられている。保持金具５７の内側は漏斗状となっ
ている。

保持ガイド４３およびベンド５５の出入口は角部のない
曲面に加工しておくことが好ましく、これらの材質は光
ファイバ７の移送を阻害しないように摩擦係数の小さい
もの、たとえばガラス、プラスチックなどを用いること
ができる。保持ガイド４３およびベンド５５のいずれか
において、これらを通過する光ファイバ７の表面にカー
ボン、タルク、あるいは２硫化モリブデンなどの粉末よ
りなる固体潤滑剤を供給するようにしてもよい。

つぎに、上記のように構成された装置により管１に光フ
ァイバ７を挿通する方法について説明する。

予め、ボビン２７に管１をコイル状に巻き付けてコイル
５を形成する。管１はボビン２７に対し１層巻きに限ら
ず、複数層巻きする場合が多い。この場合は１層目はボ
ビン２７の溝に密接するが、２層目以降は前層の管１の
間に入り込むことになる。

ついで、コイル軸と振動テーブル１４の中心軸線Ｃが一
致するようにして、管１を巻き付けたボビン２７を振動
テーブル１４上に固定する。

このようにコイル５に形成した管１の先端部分をコイル
１巻き分はど巻き戻し、適当な長さに切断したのち、コ
イル５から離して上方に向けて湾曲させる。ついで、人
口端３を保持金具５７のガイド穴５８に通し、漏斗状に
広げる。そして、締付は金具５９により保持金具５７に
固定する。また、管入口部分２の基部４はボビン２７の
フランジ２９に締付は金具６１で静止固定する。

一方、供給スプール３４にファイバ素線にプレコートさ
れた光ファイバ７を巻いておく。そして、供給スプール
３４から光ファイバ７を引き出し、保持ガイド４３、光
フアイバ送給状態検出装置４７およびベンド５５を経由
して光ファイバ７の先端部８を保持金具５７から管入口
端３に位置させる。

つぎに、振動モータ２１，２２およびスプール３４の駆
動モータ３８を駆動する。

振動モータ２］、２２は前述のような位置および姿勢で
振動デープル１４に取りイ」けられているので、振動デ
ーフル目は中心軸線Ｃの周りのトルクおよび中心１１Ｉ
ＩＩｔ線方向の力を受りる。この結果、振動デーフルの
任意の点は、第１図に示すら旋Ｈに沿うような振動をす
る。この振動Ｖは、振動デープル１４から更に固定金具
：）１およびポビン２７を順次介して管１のコイル５お
よび人「１部分２に伝達される。

挿通開始時における光ファイハフの管１への進入につい
て′１ｊｒＪ３図および第４図　（質入日部分２を便宜
ト直管として示す）に基づいて説明すると、人口部分２
の途中に振動方向が人「１部分２の曲率中心方向と　致
する遷移点Ｔがある。人［１端３とこの遷移点Ｔとの間
の区間　（第３図の斜線部分）ては、光ファイバ７は管
内壁面から振動を受りるが、この振動によって搬送力は
生じない。しかし、この区間ては尤ファイバ７の先端部
分は重力により前進　（落１”）する。また、この区間
で振動は光ファイバ７か管内壁面を慴動するのを防［１
−し、光ファイハフと管内壁面との間の摩擦抵抗を軽減
させ、光ファイバ７の先端部分の重力による前進を助け
る。

遷移点Ｔと人［１部分２の基部４との区間では、遷移点
Ｔから振動の搬送方向成分が生じ、次第に犬きくなる。

この区間より後方、すなわち人口端３とこの遷移点Ｔと
の間にある光ファイハフは管内にあり、しかも重力によ
る前進力が作用しているので、この区間にある光ファイ
ハフの先端部分には、前進を阻ＩＪ二する力　（遠心効
果による力および後方の光ファイバの静止慣性による力
）は作用しない。したかって、振動による搬送力が少し
でもあれば　（振動方向と挿通方向とがなす角度が鋭角
であれば）、光ファイバ７の先端部分は前進する。すな
わち、光ファイバ７の先端が遷移点Ｔを通過すると、光
ファイバ７は振動の搬送力により前進する。そして、光
ファイバ７の先端が質入１−１部分２の基部４に至ると
、基部４は管のコイル５の最十端に位置しており、光フ
ァイバ７は管のコイル５のほぼ接線方向に沿って管１内
に挿入される。

ちなみに、前記特開昭５８−１８［１１１０で公開され
た技術では、第５図に示すように挿通開始前に所定の距
ｍしたけ光ファイバの先端部分を挿入しておく。この方
法では、管１の人り端３の位置から光ファイバ７に振動
による搬送力を作用させてこの距離りの部分で上記遠心
効果による力および人「１端より後方の光ファイハフの
静１に慣性による力に打ち勝つ搬送力を得なＧづれはな
らない。すなわち、振動による搬送力と」−配光ファイ
バの前進を阻止する力とが等しくなる点Ｐがあり、距離
りはこの点Ｐと人Ｌ１端３との間の距離を超えた距離で
ある。この間に光ファイバの先端を挿入しても光ファイ
バは前進せず、点Ｐを超えて挿入して初めて光ファイバ
は前進を開始する。

管１のコイル５の部分の光ファイバ７は、管１の内壁か
ら受ける力のコイル円周方向成分によって推進され、管
内に人って行く。コイル輔と振動チーフル］／ｌの中心
軸線Ｃが一致しているので、管内の光ファイバ７は中心
軸線Ｃを中心として円運動（第２図の例では時計力面Ｐ
の円運動）を行う。

再び第１図に戻って説明する。

上記ら旋状振動を振動テーブル１４を介して管のコイル
５に与えると、振動の物品搬送力によりコイル５１一方
の質入口端３から供給した光ファイバ７は連続的に管１
内に進入して行く。すなわち、光ファイバ７は供給スプ
ール３４から縁り出されて、保持カイト４３、光フアイ
バ送給状態検出装置４７、ヘンド５５、質入Ｉ］端３、
人「１部分２、コイル状の管１、管用「ｌ端の順にコイ
ル５の振動により移動し、所定時間後にコイル５全体に
挿通される。

ト記光ファイバ７の挿通中において、管内挿通速度に何
等かの要因により変動か発生ずると、こわは光ファイバ
高さ位置検出器４９の位置における光ファイバ７の送給
状態に影響を与え、これが検出器４９により直ちに検出
される。すなわち、光ファイバ高さ位置検出器４９が光
ファイバ７の張り過ぎを検出したなら、その信−号が駆
動モータ３８へ送られスプール回転速度をアップして光
ファイバ７の供給速度を速くする。また、光ファイバ７
のたるみ過ぎを検出したなら、同様に駆動モータ３８を
制御して光ファイバ７の供給速度を遅くする。

このようにして光ファイバ７の異常な移送状態は直ちに
検知され、修正され、正常な移送状態に復帰する。

（具体例） この発明の効果を確認するために、第１図に示す装置に
より次の条件で光ファイバを鋼管に挿通した。

（１，）供試材 鋼管コイル：外径（内径）が０．８〜２．０ｍｍφ（０
，５〜］、６ｍｍ　）　、長さ］ＯＫｍの鋼管の７種類
を巻胴径１２００ｍｍの鋼製ボビンに整列巻く１０〜２
０層巻）した ７種類の鋼管コイル。

光フアイバ二次のものを用いた。

石英ガラス光ファイバ（径１２５ｕｍ）にシリコーン樹
脂コーティングし た径０．４ｍｍの光ファイバ。

（２）振動条件：本実施例で用いる鋼管コイルは巻層が
１０層〜２０層であるので、管の どの部分もほぼ同一の振動条件と なる。

コイルの水平面に対する振動角度 １５度 振動数　２０８゜ 全振幅の垂直成分　１．２５〜１．５５ｍｍ上記条件に
より光ファイバを鋼管に挿通した結果、光ファイバは予
備挿入を要せずに、トラブルなく極めて円滑に鋼管内に
挿通された。挿通速度は２〜４ｍ／ｍｉｎであり、所定
時間内に鋼管全長に挿通されることが確認された。光フ
ァイバを２ｍｍ以下の細径管に挿通する場合でも、］Ｏ
Ｋｍ程度の長尺管に挿通する場合でも十分可能であり、
もちろん挿通される光ファイバが変質しないことが分か
った。

一ト記実施例では線状体が光ファイバであったが、この
発明は光フアイバ以外の線状体、たとえば銅線、鋼線な
どの金属ワイヤあるいはプラスチックスなどの非金属ワ
イヤの挿通にも応用される。管内−・の線状体の供給は
、１木のみに限らず管内径と線状体の径との関連で複数
本でも可能である。線状体を挿通する管として上記鋼管
以外にアルミ管、合成樹脂管に挿通する等色々な具体例
が考えられる。また、線状体を金属管に挿通後に減面加
工する等の後工程を伺加する場合もあり、適宜実施者か
状況に応じて行なえばよい。さらに、管のコイル中心軸
はら旋の中心軸とは必ずしも一致する必要はないが、両
軸が一致していることが望ましく、また管のコイル中心
軸は必ずしも垂直でなくてもよいが垂直であることが望
ましい。

［発明の効果］ この発明によれば、管が細径（たとえば、管外径か２ｍ
ｍ以下）、長尺（たとえば、管長さが１　ｋｍ以上）で
あっても、面倒な予備挿入を行うことなく、また線状体
に変質および傷を与えることなく挿通することがてきる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法により光フアイバ挿通するため
の装置の一例を示す側面図、第２図はその装置の振動テ
ーブルの平面図、第３図は管入口部分の固定状態を示す
縦断面図、第４図および第５図はそれぞれ管入口部分に
おける光ファイバの搬送作用を説明する図面であり、第
４図はこの発明による場合および第５図は従来の方法に
よる場合をそれぞれ示している。 １・・・管、２・・・管の人口部分、３・・・管の人口
端、５・・・管のコイル、７・・・光ファイバ、１１・
・・架台、１４・・・振動テーブル、２１．２２・・・
振動モータ、２７・・・ボビン、３３・・・光フアイバ
供給装置、３８・・・駆動モータ、４３・・・保持ガイ
ド、４７・・・光フアイバ送給状態検出装置、５２・・
・制御装置、５５・・・ベンド、５９．６１・・・締付
は金具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管をコイル状に巻いて管のコイルを形成し、管の一端か
   ら線状体を供給しながら管の任意の点がら旋状の経路に
   沿って往復動するように管のコイルを振動させて線状体
   を管内に挿通する方法において、管の入口部分を管のコ
   イルから離して入口部分が立ち上るように湾曲させて入
   口端を静止状態に固定支持し、線状体を送り出して前記
   入口端に供給することを特徴とする管内への線状体挿通
   方法。