JPH049905A - 光ファイバ案内装置 - Google Patents

光ファイバ案内装置

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JPH049905A
JPH049905A JP2411526A JP41152690A JPH049905A JP H049905 A JPH049905 A JP H049905A JP 2411526 A JP2411526 A JP 2411526A JP 41152690 A JP41152690 A JP 41152690A JP H049905 A JPH049905 A JP H049905A
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housing
gas
gas flow
hole
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JP2411526A
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James R Rochester
ジェームス・ロチェスター
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Hughes Aircraft Co
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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】
[0001]
【産業上の利用分野】
本発明は、光ファイバを処理する装置および方法、特に
光ファイバを移動させるだめの非接触案内装置に関する
。 [00023
【従来の技術] 光ファイバは、そこに伝送された光が全反射に受けるよ
うに、処理されたガラスファイバ束である。たとえファ
イバは何方または何千メータ長であったとしても、ファ
イバへ導かれた光の大部分は、ファイバの他端部で受け
られる。光ファイバは通信応用において大きな期待が示
されている。なぜなら高密度の情報がファイバに沿って
伝送され、信号特性は金属線に伝送された電気信号はど
種々の型の外部の干渉に受けることはない。さらに、ガ
ラスファイバは、重さにおいて軽く、非常に豊富な物質
、すなわち二酸化ケイ素から構成される。 [0003] 【発明が解決しようとする課題】 ガラスファイバは、2つの異なる光屈折率のガラスの一
方を他方の内側にしたプレフォームを処理し、プレフォ
ームをファイバに処理することによって製造される。光
ファイバは、ガラスをスフラッチングまたは他の損傷か
ら守るためにバッファと呼ばれるポリマー層で被覆され
る。寸法の例として、典型的な形状ではガラスファイバ
の直径は約125マイクロメータであり、ファイバプラ
スポリマーバッファの直径は約250マイクロメータ(
約0.010インチ)である。 [0004] ファイバは互いに隣接するように多くの巻回によって円
筒形またはテーパを有する円筒形巻枠上に巻かれる。1
つの層が完成する後、ファイバの別の層は第1の層の上
方に配置される。光ファイバの巻回層および巻枠の最終
的な構成はキャニスタと呼ばれ、巻回された光ファイバ
のかたまりはファイバパックと呼ばれる。光ファイバは
使用される前に、シリンダの軸とほぼ平行方向にキャニ
スタから繰出される。 [0005] 光ファイバは、スプール上の形態でメーカーから受は取
られ、キャニスタ製造中巻枠上に慎重に巻かれる。巻枠
上に巻かれる前における別の処理は、例えば種々の型の
検査は、光ファイバが1つのスプールから別のスプール
に伝送されることを要求する。したがって、良好な光フ
ァイバの処理が頻繁に必要される。その処理に対する1
つの重要なポイントは、光ファイバは横振動のような横
方向の運動に対して安定されるように光ファイバを案内
することである。光ファイバは運動の高い線形速度で移
動するとき、その様な横振動が発生する可能性がある。 [0006] そのような非常に微細な光ファイバに対して、光ファイ
バが巻枠上に巻かれるとき異常な巻回を生じ、或いはそ
の光伝送特性を減少させるので、損傷を避ける光ファイ
バの処理は損傷を避けるために重要である。スクラッチ
、ニックまたはバッファ層上の接着材料は、光ファイバ
を巻枠上に正確に巻回しているとき、不規則性をもたら
し、高速繰出し中故障を生じる。バッファ層に対する損
傷は、ガラスに対する表面損傷を与えさせることが可能
である。したがって、光ファイバの張力を低下させる。 これは、繰出し前または繰出し中、光ファイバの故障の
可能性が増加させる。バッファ層またはガラス光コンダ
クタに対する損傷はまた、伝送される光の割合を減少さ
せることができる。ファイバ長に沿って多くのそのよう
な損傷された場所が存在すると、わずかな減少でさえも
かなり関係する。 [0007] 光ファイバを案内し、線形運動中ファイバを横動作に対
して安定させるための現在利用可能な方法は、機械操作
の滑車を利用することである。その滑車は横軸に回転自
在に支持され、光ファイバに対して平面を有するか或い
はリムに溝を備えたホイールである。光ファイバは長さ
方向に移動するので、その移動は滑車にわたって通路に
よって案内される。滑車のリムに対する光ファイバの機
械的な接触はまた、振動のような横動作に損傷を与える
。 [0008] ファイバが移動するとき、材料の要素を案内するために
滑車を使用する方法が良く用いられる力板光ファイバと
共に使用された滑車の場合において、滑車リムと光ファ
イババッファの間の機械的な接触は、光ファイバに損傷
を与えさせるかなりの危険が伴う。さらに、埃塵および
異物は、滑車の溝を有するリムに蓄積するか、或いは光
ファイバ長に沿って同じ位置にバッファ層の表面に押し
込まれる。生じた不規則性は巻枠上の光ファイバの巻回
に干渉するか、或いは後にキヤニスタから光ファイバの
不規則な繰出しを生じさせる。その不規則性はまたサー
ビス中の故障の原因である。滑車は、光ファイバの牽引
力を増加させ、軸ベアリングは磨耗され或いは汚される
別の欠点が生じる。ファイバの牽引力はバッファ層の機
械的な損傷のチャンスを増加させる。牽引力はかなり大
きい値に増加するならば、光ファイバは移動中に破壊さ
れる。 [0009] したがって、光ファイバが長さ方向に移動するときに、
その運動を案内し安定する改良されたシステムが必要で
ある。そのようなシステムは適用の範囲に簡単に適応で
き、比較的低コストで実施されることが望ましい。本発
明はこの必要性を十分に満たし、さらに関連する利点を
提供する。 [−00101
【課題を解決するための手段] 本発明は、光ファイバの運動を案内し安定させる装置お
よび方法を提供する。 光ファイバの機械的な損傷を避けるように、光ファイバ
と案内装置の間に物理的な接触はない。埃塵および接着
剤は光ファイバから案内装置に或いは案内装置から光フ
ァイバに移動しない。装置は種々の状態において使用さ
れることが可能であり、運動部分がなく、−度取り付け
られたらそれ程注意する必要がない。 [0011] 本発明にしたがって、光ファイバを案内する方法は、光
ファイバを環状案内装置に通過させ、光ファイバの位置
を環状案内装置内に安定させるために光ファイバに対し
て十分な空気流を誘導するステップを含む。 [0012] 本発明による装置の1つの形状において、光ファイバの
位置を安定させる装置は、光ファイバよりも大きい寸法
の孔を有し、光ファイバを受けるハウジング手段と、光
ファイバがハウジング手段の孔内にあるとき、孔内の中
心に光ファイバを保持するためにガスを光ファイバの表
面に対して誘導する手段とを含む。ガスは間隔を隔てた
周辺の複数の方向から光ファイバに対して誘導されるの
が好ましい。一般的に、半径方向のガス流路はガスを複
数の孔の壁の孔に案内させる。光ファイバが、孔の壁の
1つ以上の孔からの空気流に対する大きいインピーダン
ス肋間+4−99(Jb (7) を生成するために横方向に移動するならば、ファイバに
対するガス圧力は孔の中心のほうへ光ファイバを押し戻
す安定力を及ぼすために増加する。安定力は光ファイバ
の表面上に分布され、任意の特定の位置に過度に圧力を
かけない。 [0013] 本発明の方法は、光ファイバに機械的に接触することな
く光ファイバを左右に移動させなり)ガスクツションを
提供する。好ましい装置のハウジングの孔は、ガスクツ
ションの寸法を定め、その半径および長さの範囲を限定
する。それ故、装置はガスの適切な圧力および流速で動
作されることができる。フィルタされた空気は空気クツ
ションのガスとして普通使用される力板その他のガスも
使用されることができる。 [0014] 本発明の方法は、光ファイバ処理の重要な進歩性を提供
する。光ファイバは、それに対する損傷の可能性なしで
長さ方向の運動を必要とする移動中案内され安定される
。本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照
にして好ましい実施例の下記詳細な説明から明らかにさ
れるであろう。 [0015] 【実施例】 本発明にしたがって、円筒形光ファイバを案内する装置
は、円筒形孔を有する環状案内装置およびそこを通って
孔の表面に延在する複数の周辺に間隔を隔てたガス流路
を含む。その孔の直径は、光ファイバはガス流路に流れ
るガスによって支持されることができるような量だけ光
ファイバの直径よりも大きい。案内装置は、ガス高圧室
およびそれと結合する外部ガスコネクタを有するハウジ
ングと、円筒形内面およびそこに形成された複数のガス
流路を有する板とを含むことが好ましい。その板はハウ
ジングと結合し、板のガス流路はハウジングのガス高圧
室と結合する。 [0016] 図1に示されているように、光ファイバ10はガラス光
コンダクタ12およびその上に被覆されたバッファ層1
4を含む。光コンダクタ12はガラスから構成されるコ
ア16およびケーシング18を有する。バッファ層14
は、物理的な損傷から守るためにコンダクタ12上に被
覆される紫外線(UV)硬化可能なアクリレートのよう
なポリマー材料から構成される。光ファイバ10の長さ
方向または円筒形軸と平行な長さ方向20および光ファ
イバ10の長さ方向と垂直な(または別の表現において
光ファイバの直径と平行な)横力向22が定められる。 例によって説明すると、光コンダクタ12は典型的に約
125マイクロメータであり、光ファイバ10の外径は
典型的に約250マイクロメータであるがこれに限定さ
れるものではない。 [0017] バッファ層14の存在でさえも、光ファイバ10に対す
る外部の機械的な接触はバッファ層または光コンダクタ
自身のいずれかに損傷を与える。光ファイバを処理する
例えば光ファイバをスツールから巻き戻して巻枠上に巻
回する場合において光ファイバはその表面と機械的に接
触する1つ以上の滑車を通過する。そのような機械的な
接触は光ファイバに損傷を与えるか、或いは埃塵または
他の異物をその表面に押し込む可能性がある。 [0018] 本発明の方法は、光ファイバの機械的な接触をせずに光
ファイバを案内し安定させるためにガスクツションを利
用する。図2は本発明の基礎を示している。本体24は
、そこを通る孔26を有する。孔26の直径は、ガスク
ツションが形成される量だけ案内される光ファイバ10
の直径よりも太きい。 [0019] 本体24は複数のガス流路28を有する。各ガス流路2
8は、孔26の壁を通って孔26の内面と結合する出口
孔30と、ガスをガス流路28に導く供給ライン32と
高圧室34を含む。ガス流路28は孔26の周辺に配置
される。それ故、集合的に、供給路28は孔26の全周
辺においてガスを孔26に誘導する。 [0020] ガス流路28を通過するガスは、圧力分布で空気を内面
に半径方向に流れる流動クツションを生じさせ、そのク
ツションは図2に示されたように孔26内の中心に光フ
ァイバ10を保持する傾向がある。光ファイバ10は、
外部力、光ファイバの横振動、または他の理由により、
図3に示されているように孔26の壁のほうへ横方向2
2に移動することができる。その様な場合において、出
口孔30′から移動された光ファイバのほうへのガス流
によって与えられた力は、増加し、回復力を生じさせ、
その回復力は反対方向に孔26の中心の図2に示された
同中心的に位置した形状に光ファイバ10を移動させる
。 [0021] この動作の原理を使用する装置40の形状は、図4の(
A)の側断面図および(B)の上面図に示されている(
光ファイバ10は通常の動作位置に対して図4の装置4
0に関連して示されている)。装置40は2つの部分で
形成されたハウジング42と、ハウジングベース44と
、ハウジングプレート保持器46とを含む。ハウジング
プレート保持器46はねじ切りボルト48と共にハウジ
ングベース44に回動自在に結合可能である。 [0022] ハウジングベース44はその表面上に位置付は凹所50
を有する。ガス流制御プレート52は、位置付は凹所5
0の深さよりも厚さが大きいので、決まった場所に環状
ギャップ74を形成するとき位置つけ凹所50のショル
ダーより上に突出する。ハウジングプレート保持器44
は、ボルト48を締めることによってガス流制御プレー
ト52に対してしっかりと締められ、ガス流制御プレー
ト52を位置付は凹所52内に保持する。 [0023] ガス流制御プレート52の構造は、図4の(B)に示さ
れている。プレート52の1つの幅広い面の上では、エ
ツチングされていない領域56で分離されたエツチング
された領域54がある。エツチングされた領域54は、
ガス流制御プレート52の外部周辺から中心および以下
記載される孔66のほうへ半径方向に延在する。エツチ
ングされた領域54は、図2に関連して記載されたガス
通路出口孔と類似したものを形成するために孔66と結
合する。好ましい実施例では、エツチングされた領域5
4の深さは、約0.0003乃至0.001インチ(最
も好ましいのは約0.0005インチ)だけエツチング
されていない領域と比較して厚さが薄くされている。ハ
ウジングプレート保持器46の対向する表面は、十/−
0,0001インチまで平面状にラッピングされ、0.
00002インチの表面の滑らかさに研磨される。した
がってエツチングされた領域および対向する表面は、内
方に半径方向に延在する複数の十分に限定されたチャン
ネルを形成する。代りに、エツチングされた領域54は
、正確な研磨、機械加工、或いは表面に寸法の浅いくぼ
みを正確に形成するための任意の他の適切な処理によっ
て形成されることができる。
【0024】 エツチングされた領域54はガス流路として機能し、ガ
スをガス高圧室として機能する環状ギャップ74から孔
66に導く。エツチングされた領域54はまた小さい寸
法のため流れの収縮手段として機能する。したがって結
果的に生じた圧力降下は孔66の周辺で全チャンネルと
同じであることが望ましい。図2および図3に関して示
されたように、ガス流は光ファイバ10を孔66の中心
に安定させる。横力向22における光ファイバ10の位
置の変化は、光ファイバ10を再度孔66の中心に集め
る圧縮により圧力降下の変化を生じさせる。 [0025] エツチングされた領域54を通るガス流は、孔66の周
辺に同じ圧力状態を与える。それ故、光ファイバ10は
孔66の中心に安定する。種々の表面の小さい寸法およ
び許容誤差により、必要な正確さを単に金属加工処理に
よって達成されることは難しい。薄くて変形可能なシー
ト75(プラスチックから構成されるのが好ましい)を
プレート52とハウジングプレート保持器46の対向す
る表面の間に配置すると有用であることがわかった。圧
力のもとで、プラスチックシート75はエツチングされ
た領域54中に変形され、わずかに寸法が縮小される。 ボルト48の締付けの不均衡は、プラスチックシート7
5の不均衡圧縮によって均一な供給流を与えるようにガ
ス流を調節し等しくするように動作可能であることがわ
かった。 [0026] ハウジングベース44およびハウジングプレート保持器
46は反対側に薄くなった凹所60と62を有し、その
間に減少された部分的な厚さの領域64を形成する。孔
66はハウジング42の凹所60と62の間の減少され
た部分的な厚さの領域64を通って延在する。すなわち
、孔66はハウジングベース44と、ハウジングプレー
ト保持器46と、ガス流制御プレート52を通って延在
する。孔66の端部68は光ファイバ1oのもつれを防
ぎ、装置40を通って最初に通すことができるように半
径方向に拡大されている。孔66の直径は、光ファイバ
10が孔66を通されるとき、図2に示されてぃ付IN
I士/i−UリフUtJ  (11)るような装置を生
成するために光ファイバの直径よりもわずかに太きいよ
うに選択されている。したがって孔66は図2の孔26
と同様に機能する。 [0027] ハウジングベース44は位置付は凹所50と同じ表面に
ショルダー70を有し、ハウジングプレート保持器46
はその上に一致するショルダー72を有する。故に、ハ
ウジングプレート保持器46はハウジングベース44に
関係して適切な場所に正確に安定される。ハウジングベ
ース44内のガス流制御プレート52は、同様にプレー
ト52を正確に位置させる。したがって、ハウジングベ
ース44と、ハウジングプレート保持器46と、ガス流
制御プレート52を通る孔66は、装置40が組立てら
れるとき、正確な整列を保持する。 [0028] ガス流制御プレート52の厚さはショルダー50よりも
厚く、ガス流制御プレート52の外径の周りにおいて環
状ギャップ74を残す。環状ギャップ74はガス流制御
フレート52の周辺に延在し、エツチングされた領域5
4と連通ずる。したがってギャップ74は、ガス流の孔
66へのガス流路として機能する複数のエツチングされ
た領域54に分布されるために高圧室として機能する。 [0029] 外部接続ガスライン76はハウジングベース44中に機
械加工され、ハウジングフレート保持器46の組立てに
よりベース44および○リングシール77で閉鎖される
。 ガスライン76は1端部においてギャップ74と連通し
、他端部においてガス源に接続される接続部分78を有
する。故に、外部ガス源から与えられた加圧ガスはガス
ライン76を通って高圧室としての環状ギャップ74と
、ガス流路としての半径方向にエツチングされた領域5
4とを通って、孔66に流れる。そしてガスは孔66が
らその端部68を通って大気中に流れる。 [0030] 図2に関係して記載されたようにガス流は光ファイバ1
0に対して中心に集めるガスクツションを提供する。故
に、光ファイバ10は孔66を通って長さ方向に移動す
ることが可能であり、孔案内装置内の空気クツションは
光ファイバ10に対する機械的な接触なしで光ファイバ
10を横方向に対して安定させる。 (1開+4−99(Jb (12) [0031] 装置40は組立てられ試、験されている。装置40が使
用された状態での光ファイバ10の通常の直径は、25
0マイクロメータであり、孔66の直径は305マイク
ロメータである。部分78は0.25インチのパイプ状
であった。作用ガスはゲージ(psig)を用いて1平
方インチ当り80ポンドの圧力で空気中でフィルタされ
た。その装置40は高い光ファイバの伝送速度で十分に
作用した。 [0032] 本発明の安定装置は、単一の地点において横振動が制動
されるので、単独に使用されることができる。安定装置
はまた光ファイバ長にわたって安定性を提供するように
1対または多数を使用することもでき、したがって、角
度および横安定性を提供する。本発明の見地にしたがっ
て、光ファイバを処理するシステムは、少なくとも2つ
の光ファイバ案内装置を含み、その各案内装置は光ファ
イバを受けるハウジング手段を有し、そのハウジング手
段は、光ファイバよりも大きい寸法を有する孔を含み、
光ファイバがハウジング手段の孔内にあるとき、孔内で
中心に光ファイバを保持するために光ファイバの表面に
対してガス流を誘導する手段と、2つの光ファイバ案内
装置を支持するフレームとを含む。 [0033] 図5に示された装置90は、孔の共有線形に取付けられ
フレーム92内に支持された2つ(または2つ以上)の
光ファイバ案内安定装置40を含む。共通ガス供給源9
4は必要なガス圧力を与えるために両方の装置と結合し
ている。光ファイバ10は装置90、特に2つの装置4
0の孔を通過する。ガス流が流れ出したとき、光ファイ
バ10は、物理的な接触なしの上述の方法で装置40間
の光ファイバ長にわたって両孔の中心に保持される。こ
の配列はまた共有線形でない装置40の孔と共に使用さ
れることもできる。故に、光ファイバ10は装置90を
通過する通路に沿って少しずつ屈曲しなければならない
。その結果、光ファイバの非接触な屈曲が生じる。 [0034] 本発明の装置および方法は、光ファイバの案内装置およ
び光ファイバに対する機械的な接触なしに作用する横方
向安定装置を提供する。それは全ての光ファイバの伝送
速度において実施可能であり、伝送速度が増加すると、
特性を変更する特開平4−9905 (j3) 運動要素は存在しない。本発明の特定の実施例が、説明
の目的のために詳細に述べられたが、種々の変更は本発
明の技術的範囲から逸脱することなく行われることが可
能である。したがって、本発明は添付特許請求の範囲に
よってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 光ファイバの側断面図。
【図2】 中心に位置した光ファイバと共に示した光ファイバ案内
装置の横断面図。
【図3】 横動作の不安定中に案内装置の中心から変位し光ファイ
バ以外は図2の装置と類似した光ファイバ案内装置の横
断面図。
【図4】 本発明の好ましい案内装置の側断面図および上面図。
【図5】 図4の少なくとも2つの案内装置を使用する案内システ
ムの側断面図。
【符号の説明】
10・・・光ファイバ、20・・・長さ方向、22・・
・横方向、26.66・・・孔、28・・・ガス通路、
32・・・供給ライン、34・・・高圧室、40・・・
装置、44・・・ハウジングベース、46・・・ハウジ
ングプレート保持器、50・・・位置付は凹所、52・
・・ガス流制御プレート、54・・・エツチングされた
領域、60.62・・・凹所、74・・・環状ギャップ
、75・・・プラスチックシート。
【書類基】
【図1】
【図2】 図面

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒形光ファイバを案内する装置において
    、円筒形内部孔を有する環状案内装置と、案内装置を通
    って孔の表面に延在する複数の周辺上に間隔を隔てて設
    けられガス流路を具備し、その孔の直径は、光ファイバ
    がガス流路を通ってガス流によって支持されることがで
    きる量だけ光ファイバの直径よりも大きくされている案
    内装置。
  2. 【請求項2】案内装置は、ガスプリナムを有するハウジ
    ングと、そのガスプリナムと結合する外部ガスコネクタ
    と、 孔およびそこに形成された複数のガス流路を有するプレ
    ートとを含み、そのプレートは、そのガス流路がハウジ
    ングのガスプリナムと結合するようにハウジングに結合
    されている請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】ガス流路はプレートの表面に形成され、ハ
    ウジングの表面と接触することによって閉鎖されている
    請求項2記載の装置。
  4. 【請求項4】さらにプレートとハウジングの表面の間に
    変形可能なシートを含む請求項3記載の装置。
  5. 【請求項5】光ファイバよりも大きい寸法の孔を含み、
    光ファイバを受けるハウジング手段と、 光ファイバがハウジング手段の孔内にあるとき、孔内の
    中心に光ファイバを保持するために光ファイバの表面に
    対してガス流を誘導する手段とを具備する光ファイバの
    位置の安定装置。
  6. 【請求項6】誘導する手段は、ハウジング手段において
    複数のガス流路を含み、そのガス流路は孔の周辺におい
    てその内部と連通している請求項5記載の装置。
  7. 【請求項7】ガス流路は、第2のプレートの平面で閉鎖
    された第1のプレート中のチャンネルとして形成されて
    いる請求項6記載の装置。
  8. 【請求項8】外側に面する凹所と、その凹所の底部から
    ハウジングを通って延在する孔とを有するハウジングベ
    ースと、外側に面する凹所とその底部からハウジングを
    通って延在する孔とを有するハウジングプレート保持器
    を含み、そのハウジングプレート保持器はハウジングベ
    ースに取外し自在に取付けられ、ハウジングベースの孔
    はハウジングプレート保持器の孔と整列され、 ハウジングプレート保持器とハウジングベースの間で保
    持され、孔を有するガス流制御プレートを含み、このガ
    ス流制御プレートの孔は、装置全体を通って孔を形成す
    るためにハウジングベースおよびハウジングプレート保
    持器の孔と整列し、ガス流制御プレートの厚さは、ガス
    流制御プレートの周りに環状高圧室を形成するためにハ
    ウジングプレート保持器の一部がハウジングベースの面
    する部分から間隔を隔てられるように選択され、ガス流
    制御プレートはさらに環状高圧室から孔に延在する複数
    のエッチングされたガス通路を有し、環状高圧室にガス
    流を与える手段を具備している光ファイバの位置を安定
    させる装置。
  9. 【請求項9】さらにハウジングプレート保持器とガス流
    制御プレートの間に変形可能なシートを含む請求項8記
    載の装置。
  10. 【請求項10】少なくとも2つの光ファイバ案内装置を
    具備し、各案内装置は、光ファイバよりも大きい寸法の
    孔を含み、光ファイバを受けるハウジング手段と、 光ファイバがハウジング手段の孔内にあるとき、光ファ
    イバを孔の中心に保持するために光ファイバの表面に対
    してガス流を誘導する手段と、2つの光ファイバ案内が
    支持されるフレームとを具備している光ファイバを処理
    するシステム。
  11. 【請求項11】光ファイバを環状案内装置に通過させ、
    光ファイバの位置を環状案内装置内に安定させるために
    光ファイバに対して十分な空気流を誘導するステップを
    含む光ファイバを案内する方法。
JP2411526A 1989-12-21 1990-12-18 光ファイバ案内装置 Pending JPH049905A (ja)

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