JPH0580419B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） ［発明の属する技術分野］ 本発明は光フアイバの保持スプールと光フアイ
バのパツケツジに関し、特に光フアイバの製造や
処理に利用でき、光フアイバの終端へのアクセス
が可能で、その巻きパターンは高容量で、高安定
度を有し、かつフアイバの巻き層の間にもつれの
ないパターンで巻くことのできるスプールに関す
る。

［従来技術の説明］ 光フアイバは光プリフオームより線引きされ、
その後、コート、硬化、測定等の処理をされて、
そしてスプール上に巻き取られる。

光フアイバを巻き取るスプールは巻き以外の別
の用途を持つ、スプールは光フアイバの格納、繰
出および別の処理、例えば線材化、ケーブル化や
巻き直しのための巻き取りに使われ、さらにまた
フアイバを処理するため他の会社への光フアイバ
の輸送に利用される。

業界では円筒状ハブ（hub：こしき）の両端に
連結されるデイスク状フランジを有する鋳造され
たスプールを使うのが一般的で、スプールは例え
ばABSやポリエチレン（polyethylene）から鋳
造される。典型的には、最も一般的に使われるス
プールは長さ10.2cm、直径約15.2cmのハブおよび
直径約20.3cmのフランジからなる。一般には、胴
体部、即ちハブは発泡材に覆われ、それがクツシ
ヨンとして機能し、光フアイバ巻きの固定材料と
して働く。

上述のスプールは光フアイバ製造の初期では充
分満足できた、当時ではプリフオームのサイズで
線引きできるフアイバの長さが制限され、通常は
200メートルを越えない、さらに、この長さでは、
巻くパターンが重要ではなかつた、一つのパター
ンではハブの中心では直径が大きく、両フランジ
に向け、直径が徐々に小さくなる。もう一つのパ
ターンでは、ハブの太さが均一で、フランジの一
つが斜めの縁を持つ。

例えばアメリカ特許第4545542号を参照。

期待されたように、線引きできる光フアイバの
長さを伸ばすため、プリフオームのサイズを大き
くする努力がなされた。これらの長いフアイバに
対応するため、いくつかの光フアイバ製造会社は
長いハブを有するスプールを使い始めた、それは
ハブの一つあるいは両方のフランジに向けて傾斜
状に巻くことによつて層の高さを最小にし、安定
性を改善した、しかし、層の高さを最小にし、傾
斜上に巻くことはこのスプールの容量を落とす。
他の方法は従来のものよりも直径の大きいフラン
ジを有するスプールを使い、そしてフランジから
フランジまで光フアイバを巻くことである。フラ
ンジがデイスク状であるとき、フランジからフラ
ンジまで巻くことはしばしば一つの層の最後の巻
きと隣のスプールフランジとの間にギヤツプを形
成させる。その結果、つぎの層の最後の巻きがギ
ヤツプに落ち、数層下がることがあり、繰出し時
にもつれを生じる。これを避けるため、オープン
巻きパターンがしばしば使われるが、この巻き方
はスプールの容量を落す。

次の処理や輸送のために、光フアイバの巻き取
りに使われるスプールは少なくとも、もう１つの
特徴を持つ必要がある。測定や特定等の処理のた
め、スプールに巻かれる光フアイバの両端にアク
セスできなければならない、スプールに巻かれる
光フアイバの最後の部分は簡単に使用できること
はあきらかである。しかし、スプールに巻かれる
光フアイバの最初の部分も利用できなければなら
ない、また測定や特定の後の処理に対しても、両
端が使用できることが望ましい。

このように求められているスプールは従来の技
術では入手不可能である。必要でそしてまだ提供
されていないのは、比較的長い光フアイバを巻き
取ることができ、光フアイバの両端が使用できる
スプールである。さらに求められているスプー
ル、はそれに巻かれる光フアイバが安定で光フア
イバの繰出しをそこない巻きのもつれを起こさな
いものでなければならない。

（発明の概要） 本発明のスプールによつて前述の問題が解決で
きる。本スプールは例えばプリフオームから線引
きされた光フアイバの収納、光フアイバの格納や
輸送など次の処理のための光フアイバの繰出しに
使われる。スプールは縦軸と縦軸に垂直で一般に
は円である断面を有するハブを有する。第１と第
２のフランジがハブの両端に連結されている。そ
れぞれのフランジは外に面する直径の大きい部分
とハブに連結される直径の小さい部分を持つ円錐
台形である。さらに、第１のフランジは放射線状
に形成されている溝を有する。またコレクタは第
１のフランジに連結され、数巻きの光フアイバが
巻かれる円筒表面を含む。

光フアイバの一部が第１のフランジにある溝を
通つてコレクタにある光フアイバをハブにある光
フアイバに連結する。第１のフランジにある溝は
充分巾広く、そこを通る光フアイバの微視的ある
いは巨視的な曲げは実質上押えられている。ま
た、第１のフランジは厚さが均一でコレクタの溝
にかかる直径の大きい部分を有する。コレクタの
溝は円筒表面、デイスク状フランジと第１のフラ
ンジによつて形成される。これはさらに微視ある
いは巨視的な曲げ損失を防ぐために、第１のフラ
ンジの溝を通る光フアイバの曲げを最小にするの
に有効である。さらに、本発明のスプールはパツ
ケージを構成する光フアイバ巻きの安定性を増加
し、繰出し時の問題を減らす。

（実施例の説明） 第１図ないし第３図を参照すれば、スプール２
０の斜視図、平面図、側面図が示されている。ス
プール２０はそこに巻かれる光フアイバ２３の巻
きを保持するのに使われフアイバは数字２１−２
１で表わされ、円として描かれている。（第４図
参照）従つて、スプール２０は自動巻き取り装置
での巻き取りスプールとして利用でき、また、ケ
ーブル化ラインでの光フアイバの繰出し、光フア
イバの格納および光フアイバの輸送にも利用でき
る。スプール２０はプリエチレンあるいはABS
材料あるいは気泡スチレン（cellular styrene）
材料で作ることができる。

第１図と第２図からわかるように、スプール２
０は円筒上のハブの両側に連結される２つのフラ
ンジ２４，２６からなる。一例として、ハブ２２
は発泡材料２７に巻かれる光フアイバにクツシヨ
ンを与える。発泡材はポリウレタン
（polyurethane）あるいはポリエチレンで作ら
れ、その厚さは約0.48cmである。フランジ２４と
２６は円錐台形を有し、内径はハブ２２の直径と
ほぼ同じで、外径は内径より大きい。

第１図ないし第３図からわかるように、フラン
ジ２６と２４は直径に対向した溝２８−２８を持
つ、溝２８−２８は光フアイバ２３の一部を通過
させるのに使われる。さらに、一つのフランジの
溝２８−２８はもう１つのフランジの溝に一致し
ている。一例として、発泡材２７でできた溝２９
はフランジの調節された溝に合わせられている。
このような配置はスプールに損傷を与えずにカツ
ター（図示せず）を使うことによつて光フアイバ
２３の先端破片を除去できる。

スプール２０はコレクタ３０を有する、第１，
２，４図からわかるように、コレクタ３０は溝３
２を含み、それはフランジ３４、円筒表面３６及
びフランジ２４の外表面３８から形成される。フ
ランジ２４の溝２８−２８はコレクタの溝３２と
スプールのハブ２２との連結を容易にする。第２
図からわかるように、フランジ２４の外径の縁４
０はコレクタ３０の円筒表面３６の一部にかか
る。

一例として、フランジ２４，２６は20.8cmの外
径と約15.2cmの内径を有する。ハブの長さは約
14.5cmで、スプール２０の全長は18.3cm、フラン
ジ２４の外側からフランジ２６の外側までの距離
は17.5cmである。コレクタ３０のフランジ３４の
直径は約16.8cmで、その厚さは0.24cmである。

コレクタ３０はスプール２０に巻かれる光フア
イバ２３の一部２１−２１を収納するのに利用さ
れる。特に、スプールがフアイバ線引き自動巻き
取り装置に使用されるとき、コレクタ３０はスプ
ール２０に巻かれるフアイバの最初の数巻き２１
−２１を収納するのに利用される。巻き取りの時
に、分配器（図示せず）が巻き終わつたスプール
からクランプ装置（図示せず）に移され、クラン
プ装置は巻き終わつた光フアイバが切断された
後、光フアイバ２３の自由端を保持し、次に分配
器はフランジ３４を横切り、コレクタ３０の溝３
２で収納する光フアイバ２３の数巻き２１−２１
を作る。

その後分配器はハブ２２とフランジ２４の内面
との間の接合部分４２（第２図参照）に一致する
位置に移動される。こうすることにより、光フア
イバは溝２８−２８の一つを通つて、ハブ２２の
上に巻かれ始める。クランプ装置は溝３２でゆる
くなつた光フアイバ２３の自由端を保持する。ハ
ブ２２で光フアイバ２３の巻き２１−２１が一杯
になつた後、あるいは決まつた巻き数になつた
後、分配器は光フアイバを他のあいているスプー
ルへ巻くのに必要な場所に移動される。スプール
２０は自動巻き取り装置に使われる必要がない
が、その代わり、光フアイバ２３の最初の部分は
手動でコレクタの溝３２に巻くことができ、光フ
アイバはフランジ２４の溝２８−２８の一つを通
過してハブ２２に巻かれる。

光フアイバ２３の数巻き２１−２１の収納およ
びパツケージの主な部分の巻き取りで重要なのは
光フアイバーの一部４４が溝２８を通過すること
である。（第２図参照）。第２図からよくわかるよ
うに、光フアイバの一部４４が溝２８を通過する
とき、光フアイバで生じる巨視的および微視的な
曲げ損失を防ぐため、最小の曲げで、ゆるやかな
角度で曲るように溝２８の巾が決められている。
さらに、フランジ２４の厚さは一定で、第１のフ
ランジの外表面３８と溝２８−２８の壁との交点
は円弧である。これらの配慮はコレクタ３０の溝
にある光フアイバ２１−２１から、ハブ２２上に
あるフアイバ２１−２１へ通過する光フアイバ２
３の一部４４に対して、ゆるい角度を維持するの
に有効である。もしフランジ２４がコレクタの溝
３２に表面に対して垂直な外表面を有するなら
ば、フランジは立体円錐台形を有することにな
り、コレクタの溝に隣接するフランジの巾は厚す
ぎて、光フアイバの一部４４の曲率が増加し、局
部的な高損失部を生じる可能性がある。

フランジ２６と３４は一つの中央開口４１二つ
の扇形開口４３，４３およびいくつか他の中空部
分４５，４５（第１．３．４図参照）を有する。
中央開口４１は装置の巻き軸あるいは繰出し軸を
受けるのに利用された。これに対して開口４３，
４３と中空部分４５−４５は巻き取りや繰出し装
置の駆動具あるいはスプールの配列や運搬のとき
の作業者の指を差し込むのに利用される。中空部
分４５ａと４５ｂとの間のスペースは光フアイバ
の認識ラベルやスプールの認識票を付けるのに使
用される。

このように構成されたスプール２０は光フアイ
バの巻き２１−２１のもつれを避けながら、フラ
ンジ２４−２６との間に保持できる光フアイバ２
３の量を最大にできる。さらに本発明のスプール
構成では従来技術の欠点として述べたギヤツプを
避けることができる。これはハブ２２から外に向
けてテーパ上になつている内面５０，５２を有す
るフランジ２４，２６を使うことによつて実現で
きる。その結果、後に巻かれた光フアイバ層は前
に巻いた層より数が多い、この配置のためフラン
ジで各層の最後のひと巻き２１はフランジにかみ
合う。下の層がフランジから離される場合にフラ
ンジの内面に付ける前に最も外側の巻きが一層分
しか下らない。

この配置ではギヤツプでのもつれを起こさずに
フランジからフランジまで、光フアイバ２３の巻
き２１−２１を実現することができる。従つて、
スプールの全容量が利用でき、前記のアメリカ特
許第4545542号に示されるような光フアイバの巻
き方を必要としない。また、本スプールは光フア
イバ２３を普通の巻き方で巻くことができる。こ
れに対して従来はギヤツプ問題を避けるため、あ
るフアイバ製造者はバスケツト織りパターンを用
いていた。もつれがなく、容量を最大にでき、そ
の全容量が利用できるスプールは次の工程でフア
イバを処理するあるいはユーザーにフアイバを輸
送しようとする光フアイバ製造者にとつては注目
すべきものである。

テーパの付いたフランジスプール２０のすべて
の特徴を実現するには、ハブの縦軸と各フランジ
のなす角度が重要である。スプール２０では、こ
の幾何学な関係は角度αによつて定義される。こ
れはハブの縦軸と均一な厚さのフランジ２４と２
６の内面との角度である。第５図からわかるよう
に、αが90°であれば、従来のスプールと同じよ
うに、各層がハブ５６の上に巻かれ、光フアイバ
の巻き２１−２１はフランジ５８に隣接して互い
に合わせられる。最後の巻き２１がフランジ５８
に付かなければ、最後の巻き２１とフランジ５８
の間にギヤツプが形成される。そこで次層の最後
の巻きがフランジまで巻かれた具合はそのギヤツ
プに落ち、ギヤツプでの巻きのもつれや繰出し時
の光フアイバの破損を生じさせる。また、フラン
ジの壁に付いているもの以外の各光フアイバの巻
きは下の層の隣りの巻きに入らない限り不安定で
ある。

第６図および第７Ａ−7C図では、スプール２
０のハブ２２とフランジ２６との間の角度αは例
えば鋭角である。同様なことがもう一つのフラン
ジ２４にも言えることを理解されたい。また、
90°より小さい角度αを用いることは一つの層と
ギヤツプを生じ、そこではフランジに隣接する光
フアイバの巻き２１はテープ付きフランジの内表
面に着く前に一層のみ落ちる。しかし、第６図に
示されるように30°の角度では巻き２１−２１は
必要とされるほど安定ではなく、また、ハブ２２
に接触している層以外ではフランジの内面に隣接
する巻きは水平に並べられない。

第７A.７Ｂと７Ｃ図はスプールの配置を示し、
そこでの角度αはそれぞれ75°60°45°である。第７
Ａ図では各層の巻き２１−２１は水平に並べてい
るが、次の層の巻きは、その下にある巻きおよび
両側に隣接する巻きにのみ接触する。第７Ｃ図で
は、巻き２１−２１は第５図のようになるが、あ
る層では、巻きは同じ層の他のものと接触しな
い。さらに、巻き６４，６６，６７，６９との間
に形成されるスペース６２からわかるように巻き
取りは最適ではない。

上述の各種の角度を持つ配置に対して、第７Ｂ
図に示される配置は巻き取り密度を最適にし、従
つて最大のスプール容量を生じる。さらに、各層
のすべての巻き２１−２１が接触する。安定性の
観点から重要なのはハブ２２に隣接する層の次の
各層の各巻き２１は最後の巻きを除けば、すべて
前の層の二つの巻きの間に置かれていることであ
る。たとえば、２１ａで示された巻きは巻き２１
ｂ，２１ｄに接触し、その間に置かれている。

第７Ｂと７Ｃ図をみると、60°の角度を有する
スプール２０の配列が最も有利であることがわか
る。この角度で、スプールの縦軸を通るスプール
の任意の縦断面では、ハブ２２に並行な各光フア
イバ巻きの直径と光フアイバ表面との交点はその
上あるいは下の巻きの中心軸７２に一致する。

例えば、第７Ｂ図で巻き２１ａの表面にある直
径点７４は巻き２１ｂの中心軸７２ｂに一致し、
反対側の直径点７６は、巻き２１ｃの中心軸７２
ｃ、そして巻き２１ｄに一致する。さらに、各層
の巻きは他の巻きとフランジの間あるいは他の層
のふたつの巻きの間にある。フランジに接触する
巻き以外の各巻きに対して、ハブに並行な線でで
きる表面各点はその巻きが置かれる他の層の二つ
のフアイバの中心軸に一致する。

第７Ｂ図の配置と違つて、第７Ａ図での配置で
はフランジの外表面と水平面の間の角度は75°で
ある。図からわかるように、隣接する層の巻きを
通る垂直中心軸の間の横ずれは光フアイバの半径
の約半分にすぎない、これに対して第７Ｂ図では
半径に等しい。この結果、第７Ａ図の配置の各層
で各巻きが他の層の二つの巻きの間に置かれな
く、一つの巻きに接触するだけである。すぐわか
るように、これは第７Ｂ図の配置での安定性が得
られない。上述の観測により、ハブ２２の縦軸と
フランジ２４，２６の内表面との間に好ましい角
度があると言える。一例として、配置の密度の安
定性の視点よりフランジ２６とスプール２０のハ
ブ２２との鋭角は60°である。その角度のパター
ンは第７Ｂ図に示されている。さらに、スプール
の巾およびフランジとハブの直径が与えられたば
あい、浅いものと反対に比較的大きい角度のもの
が巻き取る能力を増加させる。

（発明の効果） 以上のべた様に、本発明のスプールは光フアイ
バの巻きのもつれを避けながら、フランジの間に
保持できる光フアイバの量を最大にできる。さら
に本発明のスプール構成では従来技術の欠点とし
て述べたギヤツプを避けることができる。

ここで理解されたいのは、上述の配置は本発明
の単なる実施例である。これらの技術によつて他
の配置を説明することができ、それらは本発明の
原理を含み、本発明の精神や範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスプールの斜視図；第２図は
第１図に示したスプールの平面図；第３図は第１
図に示したスプールの側面図；第４図は線４−４
にそつて切断した第２図のスプールの断面図；第
５図はフランジがバブに垂直である従来のスプー
ルの一部分の縦断面図；第６図はハブ、フランジ
の外表面はハブに対して鋭角を成すスプールの一
部分の縦断面図；第７図Ａ〜Ｃはフランジに隣接
するスプールの縦断面図で、そこでフランジの外
表面はハブに対して90°以外の角度をなす縦断面
図である。 ２０……スプール、２１−２１，２１ａ，２１
ｂ，２１ｃ，２１ｄ……巻き、２２……ハブ、２
３……光フアイバ、２４，２６……フランジ、２
７……発泡材、２８−２８，２９……溝、３０…
…コレクタ、３２……溝、３４……フランジ、３
６……円筒表面、３８……外表面、４０……外径
の縁、４１……中央の開口部、４２……接合部
分、４３−４３……扇形中空部分、４４……光フ
アイバの一部、４５−４５……中空部分、５０，
５２……内面、５６……ハブ、５８……フラン
ジ、６２……スペース、６４，６６，６７，６９
……巻き、７２，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２
ｄ……中心軸、７４，７６……直径点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 縦軸とこの縦軸に垂直な一般には円形断面を
   有するハブ２２と、 このハブの両側に連結される第１と第２のフラ
   ンジ２６，３４と、 この第１のフランジに連結され、数巻きの光フ
   アイバを収納し、光フアイバの一つの終端にアク
   セスを提供するコレクタ３０と からなる光フアイバ保持スプールにおいて、 前記各フランジは、前記ハブとのなす角度が約
   120度で、外に面する直径の大きい部分と前記ハ
   ブに連結される直径の小さい部分とを有し、 前記第１のフランジにはこの第１のフランジを
   放射上に通るように形成される溝２８を有し、 前記コレクタは、フランジと光フアイバが巻か
   れる周囲表面を含み、 光フアイバの曲げを最小にして、光フアイバは
   コレクタでの巻きから溝を通し、ハブ上の巻きに
   達するように構成される ことを特徴とする光フアイバ保持スプール。 ２ コレクタのフランジ、周囲表面および第１の
   フランジが、溝を形成し、スプールの上に巻かれ
   る光フアイバの数本の巻きがその溝に収納される ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   フアイバ保持スプール。 ３ 第１のフランジの周囲の縁部分がコレクタの
   周囲の表面上にかかる ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   フアイバ保持スプール。 ４ コレクタ上の巻きをハブ上の巻きに連結する
   光フアイバの曲げを最小にするため、第１のフラ
   ンジの厚さはほぼ一定である ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の光
   フアイバ保持スプール。 ５ 第１および第２のフランジは、それぞれその
   周囲に溝２８を有し、この第１と第２のフランジ
   の溝は、ハブ上の溝２９を介して接続される ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   フアイバ保持スプール。 ６ ハブは、弾性材料２７で覆われている ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の光
   フアイバ保持スプール。