JPH0756064A - 金属管入り光ファイバの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管の製造工程と同時に光ファイバを管内に挿
入でき、しかも、余長率の制御ができる金属管入り光フ
ァイバの製造装置を提供する。 【構成】 金属テープ１は、ロール成型部６において管
状に成形され溶接器７により溶接されて金属管となる。
光ファイバ３は、光ファイバ導入管５を通して成型中の
金属管内に供給される。光ファイバが収納された金属管
は、ダイス装置８を通過して、その外径を引き落とさ
れ、ほぼ直線状でローラ型のキャプスタン１１で牽引さ
れる。ダイス８とローラ型キャプスタン１１との間に配
置された金属管牽引装置９は、その入口側の張力をダイ
ス装置８に必要な張力とし、その出口側の張力を所定の
光ファイバ余長を与える金属管の伸び量に対応する張力
とし、金属管入り光ファイバ１３の光ファイバに所定の
余長を与えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属管に光ファイバを
収納した後、金属管の外径を引き落として金属管入り光
ファイバを製造する金属管入り光ファイバの製造方法及
び製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属管に光ファイバを収納した
後、金属管の外径を引き落として金属管入り光ファイバ
を製造する金属管入り光ファイバの製造方法は、種々の
技術が開発されている。

【０００３】特公平４−５１２４６号公報に記載された
光ファイバ入り金属パイプの引き抜き方法は、金属管を
溶接しながら光ファイバを送り込み、金属管を引き落と
して外径を縮径する方法を開示している。縮径を行なう
には、フローティングプラグとフローティングプラグの
最大外径よりも小さい最小孔径を有するダイスを用意
し、そのダイス孔内にフローティングプラグを配置し
て、光ファイバをフローティングプラグの光ファイバ通
孔に引き通しながら、縮径を行なっている。

【０００４】一方、この種の光ケーブルにおいて、光伝
送特性と強度の信頼性を確保するために、管内で光ファ
イバをたるみをもって配置する、いわゆる余長をもたせ
ることも行なわれている。特開平３−２６７９０５号公
報に記載された被覆管内の光ファイバ余長制御方法で
は、光ケーブルの長さと金属管の長さとの比、すなわ
ち、余長をある程度大きくして、光ファイバが高温でも
低温でも引き伸ばされたり、曲げられて大きな側圧が付
加されない構造を採用している。余長をもたせる方法
は、管状に成形された金属管を引き伸ばして張力を与
え、光ファイバに振動を与えるなどの方法を用いて、光
ファイバを送通し、その後、与えた張力を開放して金属
管を収縮させて、光ファイバに余長を与えるものであ
る。

【０００５】ところが、特公平４−５１２４６号公報に
記載された方法では、管内の光ファイバの余長率の制御
はできない。また、特開平３−２６７９０５号公報に記
載されているように、管を先に製造しておく方法では、
溶接による造管と光ファイバの挿入とが別工程となり、
製造性が低い上に、光ファイバの送通ができる距離によ
って、製造可能な金属管入り光ファイバの長さが制約さ
れる問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、管の製造工程と
同時に光ファイバを管内に挿入でき、しかも、余長率の
制御ができる金属管入り光ファイバの製造方法及び製造
装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属管に光フ
ァイバを収納した後、金属管の外径を引き落として金属
管入り光ファイバを製造する方法であって、金属管の外
径を引き落とすダイス装置と、該ダイス装置からの金属
管がほぼ直線状に保たれるように金属管を牽引するロー
ラ型キャプスタンを用いた第１の金属管牽引装置と、前
記ダイス装置と前記第１の金属管牽引装置との間に配置
され金属管を側面から把持してほぼ直線上を移動させる
第２の金属管牽引装置を設け、該第２の金属管牽引装置
の入口側の張力を前記ダイス装置において金属管を縮径
するために必要な張力とし、前記第２の金属管牽引装置
の出口側の張力を所定の光ファイバ余長を与える金属管
の伸び量に対応する張力として、金属管入り光ファイバ
を製造することを特徴とするものである。

【０００８】また、金属管に光ファイバを収納した後、
金属管の外径を引き落として金属管入り光ファイバを製
造する金属管入り光ファイバの製造装置であって、金属
管に光ファイバを収納する機構と、その中を通して該金
属管の外径を引き落とすダイス装置と、該ダイス装置を
通った金属管を側面から把持してほぼ直線状に牽引する
第２の金属管牽引装置と、該第１の金属管牽引装置の出
口側に設けられたローラ型キャプスタンを用いた第１の
金属管牽引装置を有し、前記第２の金属管牽引装置の把
持力が調整可能であることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の発明者は、以下の現象を発見し、これ
を解析したことが前提となって、この発明が完成された
ものである。 金属管内に収納されている光ファイバは、ローラ型
キャプスタンに巻かれた状態におかれたような曲管中で
は、管の内壁と接触して大きな摩擦力を生じ、固定され
た状態が実現できること、 金属管内に収納されている光ファイバは、金属管を
直線状にした状態では、金属管中を容易に移動できるこ
と、 一方、ダイスを用いて金属管を縮径する時には、金
属管を加工するため、非常に大きな牽引力が必要とな
る。光ファイバを収納するのに用いられる金属管では、
この牽引力としては、２０〜１００ｋｇの力が必要であ
り、これが、ダイスの出口側の金属管に張力として働
く。

【００１０】前記特公平４−５１２４６号公報に記載さ
れた方法を用いて、余長率を制御できない理由は、この
大きな張力によって金属管が伸ばされた状態において光
ファイバが固定状態とされ、この張力が実使用時に解放
されると、非常に大きな光ファイバ余長が与えられるた
めと考えられる。これを防ぎ適切な余長率の金属管入り
光ファイバを得るためには、供給される光ファイバにも
非常に大きな張力を加えることが必要であるため、光フ
ァイバの機械的強度が製造中に損なわれてしまうという
問題があった。

【００１１】本発明によれば、金属管を牽引するため
に、ローラ型キャプスタンを用いた第１の金属管牽引装
置を用いて、第１の金属管牽引装置とダイス装置の間に
おける金属管をほぼ直線状として、この区間における光
ファイバの移動を容易なものとし、同時に、この区間に
おいて、側面から金属管を把持して直線上に移動させて
牽引する第２の金属管牽引装置を設けて、その入口側の
張力をダイス装置での縮径に必要な張力とし、出口側の
張力を該張力が解放された時点において所定の光ファイ
バ余長を与えるように、側面からの把持力を与えること
によって、余長率を所望のものとすることが可能となっ
たのである。

【００１２】すなわち、２０〜１００ｋｇと大きな張力
が必要なダイス装置側と、巻き取りに必要な０〜１０ｋ
ｇ程度の張力が必要な巻取器側を、第２の金属管牽引装
置によって分離し、この第２の金属管牽引装置上では、
金属管を直線状としすることによって、光ファイバを金
属管と固定状態とせず、かつ、光ファイバの張力を徐々
に小さくし、同時に金属管の伸びを小さくして、適当な
余長を与えるものである。第２の金属管牽引装置の把持
力を調整可能とすることによって、余長率を調整するこ
とができる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の金属管入り光ファイバの製
造方法及び製造装置の一実施例を説明するための概略構
成図である。図中、１は金属テープ、２は金属テープサ
プライ、３は光ファイバ、４は光ファイバサプライ、５
は光ファイバ導入管、６はロール成型部、７は溶接器、
８はダイス装置、９は金属管牽引装置、１０は張力測定
器、１１はローラ型キャプスタン、１２，１３は金属管
入り光ファイバ、１４は巻取器である。

【００１４】金属テープ１は、金属テープサプライ２か
ら供給され、ロール成型部６において、図示しないロー
ル成型器で管状に成形されて、シームと呼ばれる接続線
で溶接器７により溶接されて金属管となる。金属テープ
１の材料としては、ＳＵＳやアルミニウムなどが用いら
れるが、他の金属材料を用いることもできる。この間に
おいては、光ファイバサプライ４から供給された光ファ
イバ３は、光ファイバ導入管５を通して、成型中の金属
管内に供給される。

【００１５】このように、光ファイバが収納された金属
管は、次に、ダイス装置８を通過して、その外径を引き
落とされ、金属管入り光ファイバ１２となる。金属管入
り光ファイバ１２は、このダイス装置８以降、ローラ型
キャプスタン１１までの区間は、ほぼ直線状に保持され
る。

【００１６】ダイス８とローラ型キャプスタン１１の間
には、金属管牽引装置９が配置されている。金属管牽引
装置９は、金属管入り光ファイバ１２の金属管を両側か
ら把持して牽引するもので、この実施例では、駆動機構
に連結されたベルトキャプスタンを用いた。ベルトキャ
プスタンによる金属管牽引装置９の把持力は、ベルトの
押しつけ強さにより制御することができる。

【００１７】一方、金属管牽引装置９の後方には、金属
管牽引装置９の出口側の金属管の張力を測定するための
張力測定器１０が設けられている。張力測定器１０は、
３点式の張力測定器を用いた。張力測定器１０の測定値
によって、金属管牽引装置９の把持力を調整することが
できる。もちろん、張力測定器１０の出力によって、金
属管牽引装置９の把持力を自動制御してもよい。この調
整により、金属管牽引装置９の出口側における金属管の
張力を所定値にすることができる。ローラ型キャプスタ
ン１１を出た金属管入り光ファイバ１３は、巻取器１４
で巻き取られるが、ここで金属管に与えられた張力が解
放され、金属管が縮められたことによって、金属管入り
光ファイバ１３の光ファイバに余長を与えることができ
る。

【００１８】なお、ローラ型キャプスタン１１以降の金
属管に付加される張力は、巻取が可能な最小限のレベル
とすることができ、巻取器１４として小トルクのものが
利用できる上、巻取後に金属管入り光ファイバがはねる
などの事故を防ぐことができる。

【００１９】次に、具体的な製造例について説明する。
溶接後の金属管は、外径２．８ｍｍ、肉厚０．２ｍｍの
ステンレス管として製作した。ダイス装置は、既存のカ
セットローラダイスを５段使用して、ステンレス管の外
径を１．８ｍｍまで引き落とした。一方、その内部に
は、外径２５０μｍ径のシングルモードの被覆光ファイ
バ１本を収納した。ここで、上述した引き落とし成形に
必要な張力は、縮径量とカセットローラダイスの摺動摩
擦で決まるが、この具体例では３０ｋｇが必要であっ
た。

【００２０】比較のため、本光ファイバを張力２０ｇで
供給して、従来のように牽引装置を１台として製造した
場合、製品の余長率として０．１４％と非常に大きな値
が得られた。この金属管入り光ファイバは、−４０℃の
低温で１．５５μｍ帯での損失増は、０．６ｄＢ／ｋｍ
と伝送特性の異常を示した。

【００２１】一方、この具体例の方法を用いて、ベルト
キャプスタンの把持力を高めて、その出口側の張力を大
きくしていくと、徐々に張力測定器で測定される張力が
小さくなり、張力を２０ｋｇとしたときには、余長率が
０．０７％の製品が得られ、張力を１０ｋｇとしたとき
には、余長率が０．０３％の製品が得られた。いずれ
も、−４０℃での伝送損失増の生じない金属管入り光フ
ァイバを得ることができた。この張力と余長率の関係
は、製造条件の変更を繰り返しても変わることはなかっ
た。

【００２２】図２は、本発明の金属管入り光ファイバの
製造方法及び製造装置の他の実施例を説明するための概
略構成図である。図中、図１と同様な部分には同じ符号
を付して説明を省略する。８ａ，８ｂはダイス装置であ
る。

【００２３】この実施例では、ダイス装置８ａの出口側
に設けられる金属管牽引装置９として、バネ機構で押し
付け圧力を変えることのできる駆動ローラを用いた。さ
らに、金属管牽引装置９とローラ型キャプスタン１１と
の間に、所定の光ファイバ余長の調整が可能な張力を与
える第２のダイス装置８ｂを設けた。第２のダイス装置
８ｂでの縮径量は、大きくしないことが望ましい。第２
のダイス装置８ｂとローラ型キャプスタン１１との間に
も金属管牽引装置を設けてもよい。

【００２４】なお、巻取器とローラ型キャプスタンを兼
ねるようにしてもよい。しかし、巻き量によりローラ径
が変化して、光ファイバが金属管の固定される摩擦力が
変わるため、余長率を安定させるためには、上述したよ
うに、両者を別に設けるのが望ましい。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、所望の余長率を有する金属管入り光ファイバ
を連続的に安定して、しかも、長尺製品として製造する
ことができるという効果がある。

【００２６】また、長尺の金属管入り光ファイバを全長
にわたって、所定の光ファイバ余長となるよう制御して
与えることができ、特に、使用環境温度の変化が大きい
屋外の長距離通信用光ケーブルの製造において有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属管入り光ファイバの製造方法及び
製造装置の一実施例を説明するための概略構成図であ
る。

【図２】本発明の金属管入り光ファイバの製造方法及び
製造装置の他の実施例を説明するための概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 金属テープ ２ 金属テープサプライ ３ 光ファイバ ４ 光ファイバサプライ ５ 光ファイバ導入管 ６ ロール成型部 ７ 溶接器 ８，８ａ，８ｂ ダイス装置 ９ 金属管牽引装置 １０ 張力測定器 １１ ローラ型キャプスタン １２，１３ 金属管入り光ファイバ １４ 巻取器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 敏夫 岐阜県可児市谷迫間姫ヶ丘二丁目48番地 日本金属株式会社岐阜工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属管に光ファイバを収納した後、金属
   管の外径を引き落として金属管入り光ファイバを製造す
   る方法であって、金属管の外径を引き落とすダイス装置
   と、該ダイス装置からの金属管がほぼ直線状に保たれる
   ように金属管を牽引するローラ型キャプスタンを用いた
   第１の金属管牽引装置と、前記ダイス装置と前記第１の
   金属管牽引装置との間に配置され金属管を側面から把持
   してほぼ直線上を移動させる第２の金属管牽引装置を設
   け、該第２の金属管牽引装置の入口側の張力を前記ダイ
   ス装置において金属管を縮径するために必要な張力と
   し、前記第２の金属管牽引装置の出口側の張力を所定の
   光ファイバ余長を与える金属管の伸び量に対応する張力
   として、金属管入り光ファイバを製造することを特徴と
   する金属管入り光ファイバの製造方法。
2. 【請求項２】 金属管に光ファイバを収納した後、金属
   管の外径を引き落として金属管入り光ファイバを製造す
   る金属管入り光ファイバの製造装置であって、金属管に
   光ファイバを収納する機構と、その中を通して該金属管
   の外径を引き落とすダイス装置と、該ダイス装置を通っ
   た金属管を側面から把持してほぼ直線状に牽引する第２
   の金属管牽引装置と、該第１の金属管牽引装置の出口側
   に設けられたローラ型キャプスタンを用いた第１の金属
   管牽引装置を有し、前記第２の金属管牽引装置の把持力
   が調整可能であることを特徴とする金属管入り光ファイ
   バの製造装置。