WO2017168846A1 - 光ファイバ巻取用ボビン、光ファイバ巻取方法、およびボビン巻き光ファイバ - Google Patents

光ファイバ巻取用ボビン、光ファイバ巻取方法、およびボビン巻き光ファイバ Download PDF

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毅史 赤松
琢 小野寺
達 松永
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    • B65H2701/32—Optical fibres or optical cables

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber winding bobbin, an optical fiber winding method, and a bobbin wound optical fiber.
  • a bobbin for winding up an optical fiber or an optical fiber core (in this specification, these are collectively referred to as an optical fiber), for example, as disclosed in Patent Document 1, a main winding having a cylindrical shape is used. A bobbin provided with main winding rods at both ends of the take-up drum portion is used. Further, when shipping an optical fiber, the product is usually shipped in the form of a product in which the optical fiber is wound around a bobbin, that is, a bobbin-wound optical fiber.
  • the optical fiber winding bobbin may be rotated at high speed.
  • the optical fiber take-up bobbin vibrates due to the centrifugal force acting on the main take-up rod, resulting in deformation and durability of the optical fiber take-up bobbin. In some cases, a decrease occurred.
  • an external force in the axial direction may act on the main winding rod of the optical fiber winding bobbin.
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and the centrifugal force acting on the main winding rod is prevented while preventing a reduction in the axial rigidity and strength of the main winding rod of the optical fiber winding bobbin.
  • the problem is to reduce.
  • an optical fiber winding bobbin includes a main winding body configured to wind an optical fiber around an outer peripheral surface, and the main winding body.
  • An optical fiber winding bobbin provided at one end of the body in the axial direction and projecting outward in the radial direction, wherein the radial direction of the main winding rod
  • a thin portion having a smaller axial thickness than an axial thickness of an inner peripheral edge continuous with the main winding drum portion is formed on the outer peripheral portion located outside the central portion.
  • the optical fiber winding bobbin of the above aspect since the thin portion is formed on the outer peripheral portion of the main winding rod, the mass of the outer peripheral portion that generates a large centrifugal force in the main winding rod is reduced. The centrifugal force acting on the entire main winding rod can be reduced. Further, by increasing the thickness of the inner peripheral edge of the main winding rod connected to the main winding drum portion, it is possible to prevent a decrease in rigidity and strength in the axial direction of the main winding rod.
  • the axial thickness in the inner peripheral portion located inside the radial central portion may be larger than the axial thickness in the thin portion.
  • the axial thickness of the thin wall portion may gradually decrease toward the outer side in the radial direction.
  • a reinforcing ring protruding outward in the axial direction may be formed on the outer peripheral edge of the main winding rod over the entire periphery of the outer peripheral edge.
  • the rigidity of the main winding rod in the axial direction can be further increased by the reinforcing ring. Further, by making the mass of the reinforcing ring sufficiently smaller than the mass of the main winding rod, it is possible to reduce the centrifugal force that acts on the entire main winding rod due to the mass of the reinforcing ring.
  • a rib protruding from the outer surface toward the outer side in the axial direction may be formed on the outer surface facing the outer side in the axial direction of the main winding rod.
  • the rib can further increase the rigidity of the main winding rod in the axial direction. Further, by making the mass of the rib sufficiently smaller than the mass of the main winding rod, the centrifugal force that acts on the entire main winding rod caused by the mass of the rib can be reduced.
  • the main winding rod is formed with a slit extending in the radial direction from the inner peripheral edge portion to the outer peripheral edge of the main winding rod, and the rib is the radial direction of the slit in the outer surface.
  • a portion adjacent to the inner end in the circumferential direction and a portion positioned on the opposite side of the adjacent portion with the central axis of the main winding rod in the radial direction may be formed. .
  • a rib can be formed in the vicinity of the base portion of the slit where the stress caused by the centrifugal force or the external force in the axial direction of the main winding rod tends to concentrate, and the strength of the base portion can be improved. Further, by forming a rib on the opposite side of the central axis of the root portion, the center of gravity of the optical fiber winding bobbin is positioned at the center of rotation, and the optical fiber winding bobbin is rotated. The generated vibration can be reduced.
  • an optical fiber winding method includes a terminal portion on the winding start side of an optical fiber fixed to the optical fiber winding bobbin, and the optical fiber winding The take-up bobbin is rotated to wind the optical fiber around the outer peripheral surface of the main take-up drum portion.
  • the centrifugal force acting on the entire main winding rod can be reduced while suppressing the decrease in strength and rigidity at the inner peripheral edge of the main winding rod.
  • the number of rotations for rotating the optical fiber winding bobbin can be increased, and the efficiency of the step of winding the optical fiber on the main winding drum portion can be improved.
  • a bobbin-wound optical fiber includes: an optical fiber winding bobbin; and an optical fiber wound around the optical fiber winding bobbin. Have.
  • the bobbin-wound optical fiber of the above aspect it is possible to suppress a decrease in strength and rigidity at the inner peripheral edge of the main winding rod. Accordingly, for example, when a large external force is unexpectedly applied to the main winding rod during transportation or use of the bobbin-wrapped optical fiber, deformation or the like occurring in the main winding rod can be suppressed.
  • an optical fiber winding bobbin 10 includes a pair of disk-shaped main winding drum portions 1 and a pair of disk-shaped portions provided at both axial ends thereof.
  • the central axis of the main winding rod 2 is arranged on a common axis with the central axis of the main winding drum portion 1.
  • this common axis is referred to as a central axis O
  • a direction along the central axis O is simply referred to as an axial direction.
  • a direction orthogonal to the central axis O is referred to as a radial direction
  • a direction around the central axis O is referred to as a circumferential direction.
  • the side in which the main winding body 1 is disposed in the axial direction is referred to as an axial inner side
  • the opposite side is referred to as an axial outer side.
  • An auxiliary winding drum portion 11 formed in a cylindrical shape having an outer diameter equivalent to the outer diameter of the main winding drum portion 1 is disposed outside the main winding rod 2 in the axial direction.
  • An auxiliary winding rod 12 is disposed outside the auxiliary winding body 11 in the axial direction.
  • the auxiliary winding rod 12 is formed in a disk shape having an outer diameter smaller than the outer diameter of the main winding rod 2.
  • the auxiliary winding drum 11 and the auxiliary winding rod 12 may be provided on the outer sides in the axial direction of the pair of main winding rods 2, respectively. Alternatively, the auxiliary winding body 11 and the auxiliary winding rod 12 may be provided only on the outer side in the axial direction of one of the main winding rods 2.
  • the main winding rod 2 protrudes outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the main winding drum portion 1.
  • a thin portion 2a is formed on the outer periphery of the main winding rod 2 located outside the central portion in the radial direction.
  • the thin-walled portion 2a has a smaller axial thickness than the axial thickness of the inner peripheral edge portion 2d continuous with the main winding drum portion 1.
  • the axial thickness of the inner peripheral edge 2 d refers to the axial thickness of the main winding rod 2 on the outer peripheral surface of the main winding drum 1.
  • the dimension X shown in FIG. 2 is the thickness in the axial direction of the inner peripheral edge 2d in the present embodiment.
  • the thickness of the inner peripheral part 2c located inside a radial direction center part among the main winding levers 2 is constant to the center part in the radial direction of the main winding lever 2. .
  • the thickness of the thin part 2a becomes small gradually as it goes to the outer side of radial direction.
  • the axially inner side surface of the main winding rod 2 stands upright with respect to the main winding body 1.
  • a reinforcing ring 4 protruding outward in the axial direction is formed on the outer peripheral edge 2 f of the main winding rod 2.
  • the reinforcing ring 4 is formed over the entire circumference in the circumferential direction of the outer peripheral edge 2f.
  • the main winding rod 2 is formed with a slit 2 b extending in the radial direction from the reinforcing ring 4 to the outer peripheral surface of the main winding body 1.
  • the reinforcing ring 4 may not be formed on the main winding lever 2. In this case, the slit 2b may extend in the radial direction from the inner peripheral edge 2d of the main winding rod 2 to the outer peripheral edge 2f.
  • a rib 3 protruding from the outer side surface toward the outer side in the axial direction is formed on the outer side surface of the main winding rod 2 facing the outer side in the axial direction.
  • a plurality of ribs 3 are formed radially about the central axis O.
  • the axially outer end surface of the rib 3 and the axially outer end surface of the reinforcing ring 4 are formed flush with each other.
  • an affixing surface 2 e is formed on the outer surface of the main winding rod 2 facing outward in the axial direction. The affixing surface 2e is used for affixing an end portion of an optical fiber that will be described later.
  • the main winding lever 2, the rib 3, and the reinforcing ring 4 are integrally formed.
  • the main winding lever 2 that is not provided with the rib 3 and the reinforcing ring 4 may be used.
  • a buffer material 5 may be wound around the outer peripheral surface of the main winding drum portion 1. If this is done, excessive pressure is applied from the upper layer to the lower layer of the optical fiber wound around the outer peripheral surface of the main winding drum 1 due to the tension when the optical fiber is wound around the main winding drum 1. It acts and it can control that the transmission loss of an optical fiber increases. Further, the buffer material 5 can also prevent the optical fiber from being damaged by the main winding body 1 and the optical fiber coming into contact with each other.
  • the optical fiber winding bobbin 10 is mounted on a rotating shaft of a winder (not shown) so as to rotate integrally with the rotating shaft.
  • the terminal portion at the beginning of winding of the optical fiber is affixed and fixed to the affixing surface 2 e of the optical fiber winding bobbin 10.
  • the winder is driven to rotate the optical fiber winding bobbin 10 around the central axis O, the optical fiber is wound around the auxiliary winding body 11.
  • the optical fiber After a predetermined amount of the optical fiber is wound on the auxiliary winding drum portion 11 in this way, the optical fiber is introduced into the slit 2b and crosses the main winding rod 2 in the axial direction. It is introduced into the outer peripheral surface of. Then, after the optical fiber is wound around the outer peripheral surface of the main winding drum portion 1 by a predetermined amount, the driving of the winder is stopped, and the end portion of the end of the optical fiber is cut so that the bobbin wound optical fiber is can get.
  • the centrifugal force dF acting on the minute mass dm in the minute part with the main winding rod 2 is expressed by the following formula (1).
  • r is a radius from the central axis O to the minute mass dm
  • ⁇ is an angular velocity of the minute mass dm.
  • dF dm ⁇ r ⁇ ⁇ 2 (1)
  • the centrifugal force F which acts on the whole main winding rod 2 is the value which integrated said dF. Therefore, the centrifugal force F acting on the entire main winding rod 2 becomes smaller as the mass of the main winding rod 2 at a portion far from the central axis O is smaller.
  • the thickness of the thin portion 2a of the main winding rod 2 is gradually reduced toward the outer side in the radial direction. Therefore, according to the present embodiment, the centrifugal force F acting on the main winding rod 2 can be reduced, for example, as compared with the case where the thickness of the main winding rod 2 is constant in the radial direction.
  • the optical fiber winding bobbin 10 is removed from the above-described winder by pulling the outer peripheral edge 2 f of the main winding rod 2 with a finger. There is a case where the work of removing is performed. At this time, an external force in the axial direction acts on the main winding rod 2, and stress due to this external force tends to concentrate on the inner peripheral edge 2 d of the main winding rod 2. According to the present embodiment, the centrifugal force F can be reduced while maintaining the strength against the stress concentration without reducing the thickness of the inner peripheral edge 2d of the main winding rod 2.
  • the axial rigidity of the main winding rod decreases.
  • the main winding rod may be displaced outward in the axial direction due to pressure caused by the tension of the optical fiber. Then, during the process of winding the optical fiber around the main winding drum, a gap is generated between the axially inner surface of the main winding rod and the laminated optical fiber, and the laminated state of the optical fiber is destroyed. May end up.
  • the thickness of the inner peripheral edge 2d is not reduced, so that the axial rigidity of the main winding rod 2 is maintained and the laminated state of the optical fibers is destroyed. Can be deterred.
  • the main winding rod 2 is provided with the rib 3 and the reinforcing ring 4, so that the rigidity of the main winding rod 2 in the axial direction is improved. Can be prevented from being deformed.
  • the width in the circumferential direction of the rib 3 and the width in the radial direction of the reinforcing ring 4 are small. Accordingly, the mass of the rib 3 and the reinforcing ring 4 with respect to the main winding rod 2 is sufficiently small, and the rigidity and strength of the main winding rod 2 are improved without greatly increasing the centrifugal force F acting on the main winding rod 2. be able to.
  • Example 10 A strength test against rotation and deformation was performed on the optical fiber winding bobbin 10 having the configuration shown in the first embodiment and a bobbin as a comparative example.
  • the dimensions of each optical fiber winding bobbin used in the test are shown in Table 1 below.
  • the bobbin A is the optical fiber winding bobbin 10 according to this embodiment.
  • Bobbins B and C are optical fiber winding bobbins as comparative examples.
  • the cross-sectional shape of the main winding rod 2 of the bobbin A is the same as the cross-sectional shape shown in FIG. 2, and the axial thickness of the main winding rod 2 gradually decreases from the inner peripheral edge 2d to the outer side in the radial direction. Yes. And as shown in Table 1, the thickness is 4 mm at the maximum and 2 mm at the minimum.
  • the thickness of the main winding rod in the axial direction of the bobbin B and the bobbin C is constant at 2 mm.
  • the thickness in the axial direction including the rib 3 of the main winding rod 2 is equal to the width of the reinforcing ring 4 in the axial direction and has the dimensions shown in Table 1.
  • the maximum rotational speed was bobbin A> bobbin B> bobbin C.
  • the first factor of this result is that the thickness of the inner peripheral edge of the main winding rod of the bobbin A according to the embodiment is thicker than the bobbins B and C. This is thought to be an increase.
  • the second factor is that the thickness of the outer portion of the bobbin A in the radial direction of the main winding rod is equivalent to that of the bobbins B and C, so that an increase in centrifugal force acting on the main winding rod is suppressed, It is considered that the deformation of the main winding rod caused by the centrifugal force is suppressed and the vibration during rotation is difficult.
  • the deformation amount of the main winding rod when an axial load of 5 kgf was applied to the main winding rod was bobbin A ⁇ bobbin B. It is considered that this is because the rigidity of the main winding rod in the axial direction is improved and the deformation is hardly caused by increasing the thickness of the inner peripheral edge of the main winding rod.
  • the deformation amount was bobbin C ⁇ bobbin B. This is considered to be because the rigidity in the axial direction of the main winding rod is improved by increasing the width of the ribs and the reinforcing ring, and the deformation becomes difficult.
  • the bobbin A according to the present example can withstand high-speed rotation than the bobbins B and C as the comparative examples, and the main winding rod 2 is less likely to be deformed by an external force in the axial direction. confirmed.
  • the thin portion 2 a is formed on the outer peripheral portion of the main winding rod 2.
  • produces a big centrifugal force among the main winding rods 2 can be reduced, and the centrifugal force which acts on the main winding rod 2 whole can be reduced.
  • the axial thickness of the main winding rod 2 gradually decreases toward the outer side in the radial direction.
  • an axial external force is applied to the main winding rod 2 as compared with an optical fiber winding bobbin in which the thickness of the main winding rod 2 is gradually reduced toward the outer side in the radial direction.
  • the rib 3 and the reinforcement ring 4 which protrude outside from the main winding rod 2 are formed in the outer surface which faces the axial direction outer side of the main winding rod 2, the axis
  • the rigidity in the direction can be further increased.
  • the mass of the rib 3 and the reinforcing ring 4 is sufficiently smaller than the mass of the main winding rod 2, the centrifugal force acting on the entire main winding rod 2 caused by the mass of the rib 3 and the reinforcing ring 4 is reduced. can do.
  • the centrifugal force acting on the entire main winding rod 2 is reduced while suppressing a decrease in strength and rigidity at the inner peripheral edge 2d of the main winding rod 2. be able to.
  • the number of rotations for rotating the optical fiber winding bobbin 10 can be increased, and the efficiency of the process of winding the optical fiber onto the main winding body 1 can be improved.
  • the bobbin-wound optical fiber using the optical fiber winding bobbin 10 of the present embodiment it is possible to suppress a decrease in strength and rigidity at the inner peripheral edge 2d of the main winding rod 2. Thereby, for example, when a large external force is unexpectedly applied to the main winding rod 2 during transportation or use of the bobbin-wrapped optical fiber, deformation or the like occurring in the main winding rod 2 can be suppressed.
  • the optical fiber winding bobbin 20 of this embodiment includes a rib 3a shown in FIG. 3 in order to suppress such deformation that may occur in the main winding rod 2.
  • the rib 3a is formed in a portion adjacent to the base portion of the slit 2b in the circumferential direction on the outer surface facing the axially outer side of the main winding rod 2.
  • the rib 3b is formed in the part on the opposite side which pinched
  • the rib 3a is formed in the main winding rod 2 in the vicinity of the base portion of the slit 2b where stress caused by centrifugal force or axial external force is likely to concentrate.
  • the strength and rigidity of the root portion can be improved.
  • the center of gravity of the optical fiber winding bobbin 20 is positioned at the center of rotation so that the optical fiber winding bobbin 20 It is possible to reduce vibrations that occur when rotating.
  • the thickness of the thin portion 2a of the main winding rod 2 gradually decreases toward the outer side in the radial direction, but is not limited thereto.
  • a main winding rod having a constant thickness over the entire length in the radial direction may be used to form a recess or a through hole in the outer peripheral portion of the main winding rod.
  • the rigidity and strength of the inner peripheral edge 2d of the main winding rod can be maintained while reducing the centrifugal force acting on the entire main winding rod by reducing the mass of the outer peripheral portion.
  • SYMBOLS 1 Main winding drum part, 2 ... Main winding rod, 2a ... Thin part, 2b ... Slit, 2c ... Inner peripheral part, 2d ... Inner peripheral part, 2f ... Outer peripheral part, 3 ... Rib, 4 ... Reinforcement ring

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Abstract

光ファイバ巻取用ボビンは、外周面に光ファイバが巻回されるように構成された主巻取胴部と、前記主巻取胴部の軸方向の一端部に設けられ、径方向の外側に向けて突出する主巻取鍔と、を備える光ファイバ巻取用ボビンであって、前記主巻取鍔のうち、前記径方向の中央部より外側に位置する外周部には、前記主巻取胴部と連なる内周縁部における前記軸方向の厚みよりも、前記軸方向の厚みが小さい薄肉部が形成されている。

Description

光ファイバ巻取用ボビン、光ファイバ巻取方法、およびボビン巻き光ファイバ
　本発明は、光ファイバ巻取用ボビン、光ファイバ巻取方法、およびボビン巻き光ファイバに関するものである。
　本願は、２０１６年３月３１日に、日本に出願された特願２０１６－０８３２１６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　光ファイバ素線若しくは光ファイバ心線（本明細書では、これらを総称して光ファイバと称する）を巻き取るためのボビンとしては、例えば特許文献１が開示するように、円筒状をなす主巻取胴部の両端に主巻取鍔が設けられたボビンが使用される。また光ファイバを出荷するに当たっては、光ファイバをボビンに巻き取った状態の製品、すなわちボビン巻き光ファイバの形態で出荷するのが通常である。
日本国特許第４８０６０６２号公報
　ところで、この種の光ファイバ巻取用ボビンを用いて光ファイバを巻き取る際、光ファイバ巻取用ボビンを高速で回転させる場合がある。光ファイバ巻取用ボビンを高速回転させると、主巻取鍔に作用する遠心力を起因として光ファイバ巻取用ボビンが振動し、これに伴って光ファイバ巻取用ボビンの変形や耐久性の低下を生じる場合があった。
　一方、光ファイバを巻き取った後、光ファイバ巻取用ボビンを巻取機から取り外す際、光ファイバ巻取用ボビンの主巻取鍔に軸方向の外力が作用する場合がある。主巻取鍔に作用する遠心力を低減させるために主巻取鍔を軽量化すると、主巻取鍔の軸方向における剛性や強度が低下し、この外力を起因として主巻取鍔が変形する等のおそれがあった。
　本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、光ファイバ巻取用ボビンの主巻取鍔における軸方向の剛性や強度の低下を防ぎつつ、主巻取鍔に作用する遠心力を低減させることを課題とする。
　上記課題を解決するために、本発明の第１態様に係る光ファイバ巻取用ボビンは、外周面に光ファイバが巻回されるように構成された主巻取胴部と、前記主巻取胴部の軸方向の一端部に設けられ、径方向の外側に向けて突出する主巻取鍔と、を備える光ファイバ巻取用ボビンであって、前記主巻取鍔のうち、前記径方向の中央部より外側に位置する外周部には、前記主巻取胴部と連なる内周縁部における前記軸方向の厚みよりも、前記軸方向の厚みが小さい薄肉部が形成されている。
　上記態様の光ファイバ巻取用ボビンによれば、薄肉部が主巻取鍔の外周部に形成されているため、主巻取鍔のうち大きな遠心力を発生させる外周部の質量を低減させて、主巻取鍔全体に作用する遠心力を低減させることができる。さらに、主巻取鍔のうち主巻取胴部と連なる内周縁部の厚みを大きくすることにより、主巻取鍔の軸方向における剛性や強度の低下を防ぐことができる。
　ここで、前記主巻取鍔のうち、前記径方向の中央部より内側に位置する内周部における前記軸方向の厚みが、前記薄肉部における前記軸方向の厚みよりも大きくてもよい。
　主巻取鍔に軸方向の外力が作用すると、主巻取鍔の内周部に応力が集中しやすい。これに対し、内周部の厚みを大きくすることで、内周部の軸方向における剛性や強度を向上させることができる。また、主巻取鍔の内周部は、中心軸からの距離が小さいため、内周部の厚みを大きくしたとしても、主巻取鍔全体に作用する遠心力が増大するのを抑えることができる。
　また、薄肉部における前記軸方向の厚みが、前記径方向の外側に向かうに従い漸次小さくなっていてもよい。
　この場合、例えば主巻取鍔の厚みが径方向の外側に向かうに従って段階的に小さくなっている光ファイバ巻取用ボビンと比較して、主巻取鍔に軸方向の外力が作用した際に応力が集中するのを抑止し、主巻取鍔の強度を向上させることができる。
　また、前記主巻取鍔の外周縁には、軸方向外側に向けて突出する補強リングが、前記外周縁の全周にわたって形成されていてもよい。
　この場合、補強リングによって、主巻取鍔の軸方向における剛性をさらに高めることができる。また、補強リングの質量を主巻取鍔の質量と比較して充分に小さくすることにより、補強リングの質量によって生じる主巻取鍔全体に作用する遠心力を小さくすることができる。
　また、前記主巻取鍔の前記軸方向外側を向く外側面には、該外側面から前記軸方向外側に向けて突出するリブが形成されていてもよい。
　この場合、リブによって、主巻取鍔の軸方向における剛性をさらに高めることができる。また、リブの質量を主巻取鍔の質量と比較して充分に小さくすることにより、リブの質量によって生じる主巻取鍔全体に作用する遠心力を小さくすることができる。
　また、前記主巻取鍔には、前記内周縁部から前記主巻取鍔の外周縁にわたって前記径方向に延びるスリットが形成され、前記リブは、前記外側面のうち、前記スリットの前記径方向内端に対して周方向に隣接する部分と、当該隣接する部分に対して、前記主巻取鍔の中心軸を前記径方向に挟む反対側に位置する部分と、に形成されていてもよい。
　この場合、主巻取鍔のうち、遠心力や軸方向の外力を起因とする応力が集中しやすいスリットの根本部近傍にリブを形成して、この根本部の強度を向上させることができる。さらに、この根本部の中心軸を挟んだ反対側にもリブを形成することで、光ファイバ巻取用ボビンの重心をその回転中心に位置させて、光ファイバ巻取用ボビンが回転した際に発生する振動を低減することができる。
　また、上記課題を解決するために、本発明の第２態様に係る光ファイバ巻取方法は、光ファイバの巻き始め側の端末部分を前記光ファイバ巻取用ボビンに固定し、前記光ファイバ巻取用ボビンを回転させて、前記光ファイバを前記主巻取胴部の外周面に巻回することを有する。
　上記態様の光ファイバ巻取方法によれば、主巻取鍔の内周縁部における強度や剛性の低下を抑止しながら、主巻取鍔全体に作用する遠心力を低減させることができる。これにより、例えば光ファイバ巻取用ボビンを回転させる回転数をより大きくして、光ファイバを主巻取胴部上に巻回する工程の効率を向上させることができる。
　また、上記課題を解決するために、本発明の第３態様に係るボビン巻き光ファイバは、前記光ファイバ巻取用ボビンと、該光ファイバ巻取用ボビンに巻回された光ファイバと、を有する。
　上記態様のボビン巻き光ファイバによれば、主巻取鍔の内周縁部における強度や剛性の低下を抑止することができる。これにより、例えばこのボビン巻き光ファイバの運搬時や使用時に、主巻取鍔に不意に大きな外力が加わった場合に、この主巻取鍔に生じる変形等を抑制することができる。
　本発明の上記態様によれば、光ファイバ巻取用ボビンの主巻取鍔における軸方向の剛性や強度の低下を防ぎつつ、主巻取鍔に作用する遠心力を低減させることができる。
第１実施形態に係る光ファイバ巻取用ボビンの斜視図である。 図１の光ファイバ巻取用ボビンの断面図である。 第２実施形態に係る光ファイバ巻取用ボビンの斜視図である。
（第１実施形態）
　以下、第１施形態に係る光ファイバ巻取用ボビンの構成を、図１を参照しながら説明する。
　図１に示すように、本実施形態にかかる光ファイバ巻取用ボビン１０は、円筒状をなす主巻取胴部１と、その軸方向の両端部にそれぞれ設けられた、一対の円板状の主巻取鍔２と、を備える。
　ここで本実施形態では、主巻取鍔２の中心軸は主巻取胴部１の中心軸と共通軸上に配置されている。以下、この共通軸を中心軸Ｏといい、中心軸Ｏに沿う方向を単に軸方向という。また、軸方向から見た側面視において、中心軸Ｏに直交する方向を径方向といい、中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。また、主巻取鍔２から見て、軸方向のうち、主巻取胴部１が配設されている側を軸方向内側といい、その反対側を軸方向外側という。
　主巻取鍔２の軸方向外側には、主巻取胴部１の外径と同等の外径の円筒状に形成された補助巻取胴部１１が配設されている。補助巻取胴部１１の軸方向外側には、補助巻取鍔１２が配設されている。補助巻取鍔１２は、主巻取鍔２の外径よりも小さい外径の円板状に形成されている。
　なお、補助巻取胴部１１および補助巻取鍔１２は、一対の主巻取鍔２の軸方向外側にそれぞれ設けられていてもよい。あるいは、一対の主巻取鍔２のうち、一方の主巻取鍔２の軸方向外側にのみ、補助巻取胴部１１および補助巻取鍔１２が設けられていてもよい。
　（主巻取鍔）
　主巻取鍔２は、図２に示すように、主巻取胴部１の外周面から径方向の外側に向けて突出している。主巻取鍔２のうち、径方向の中央部より外側に位置する外周部には、薄肉部２ａが形成されている。薄肉部２ａは、主巻取胴部１と連なる内周縁部２ｄにおける軸方向の厚みよりも、軸方向の厚みが小さい。ここで、内周縁部２ｄにおける軸方向の厚みとは、主巻取胴部１の外周面上での主巻取鍔２の軸方向の厚みをさす。具体的には、図２に示す寸法Ｘが、本実施形態における内周縁部２ｄの軸方向における厚みである。
　また、本実施形態では、主巻取鍔２のうち、径方向の中央部より内側に位置する内周部２ｃの厚みが、主巻取鍔２の径方向における中央部まで一定になっている。そして、薄肉部２ａの厚みは、径方向の外側に向かうに従い漸次小さくなっている。
　また、主巻取鍔２の軸方向内側の側面は、主巻取胴部１に対して直立している。これにより、主巻取胴部１に光ファイバが巻回された際、径方向に積み重なった光ファイバを軸方向に整列させて、巻きくずれの発生を防止している。なお、主巻取鍔２の軸方向内側の側面は径方向に積み重なった光ファイバと接触するため、光ファイバの張力を起因とする軸方向外側に向けた圧力を受ける。
　主巻取鍔２の外周縁２ｆには、軸方向外側に向けて突出する補強リング４が形成されている。補強リング４は、外周縁２ｆの周方向の全周にわたって形成されている。また、主巻取鍔２には、補強リング４から主巻取胴部１の外周面にわたって径方向に延びるスリット２ｂが形成されている。
　なお、補強リング４は、主巻取鍔２に形成されていなくてもよい。この場合、スリット２ｂは、主巻取鍔２の内周縁部２ｄから外周縁２ｆにわたって、径方向に延びていてもよい。
　主巻取鍔２の軸方向外側を向く外側面には、該外側面から軸方向外側に向けて突出するリブ３が形成されている。本実施形態では、リブ３は中心軸Ｏを中心として放射状に複数形成されている。図２に示すように、リブ３における軸方向外側の端面および補強リング４における軸方向外側の端面は、互いに面一に形成されている。
　図１に示すように、主巻取鍔２の軸方向外側を向く外側面には、他の部分よりもリブ３が形成される間隔が疎になっている貼付面２ｅが形成されている。貼付面２ｅは、後述する光ファイバの巻き始めの端部を貼り付けるために用いられる。
　なお、本実施形態では主巻取鍔２、リブ３、および補強リング４が一体に形成されているが、リブ３および補強リング４が設けられていない主巻取鍔２を用いてもよい。
　また、図２に示すように、主巻取胴部１の外周面には緩衝材５が巻かれていてもよい。このようにすると、光ファイバを主巻取胴部１に巻回させる際の張力を起因として、主巻取胴部１の外周面に巻回された光ファイバの上層から下層に過剰な圧力が作用し、光ファイバの伝送損失が増加するのを抑制することができる。また、主巻取胴部１と光ファイバが接触することで、光ファイバが損傷することを、緩衝材５によって防ぐこともできる。
　次に、光ファイバ巻取用ボビン１０を用いた光ファイバの巻取方法について説明する。
　まず、光ファイバ巻取用ボビン１０を、不図示の巻取機の回転軸に、その回転軸と一体に回転するように装着する。
　次いで、光ファイバの巻き始めの端末部分を、光ファイバ巻取用ボビン１０の貼付面２ｅに貼り付けて固定する。
　次いで、巻取機を駆動させて光ファイバ巻取用ボビン１０を中心軸Ｏ回りに回転させると、光ファイバが補助巻取胴部１１に巻き取られる。このようにして所定量の光ファイバが補助巻取胴部１１に巻き取られた後、光ファイバはスリット２ｂに導入されて主巻取鍔２を軸方向に横断し、主巻取胴部１の外周面に導入される。
　そして、光ファイバを主巻取胴部１の外周面に所定量巻回させた後、巻取機の駆動を停止し、光ファイバの巻き終わりの端末部分を切断することによってボビン巻光ファイバが得られる。
　次に、以上のように構成された光ファイバ巻取用ボビン１０の作用について説明する。
　光ファイバ巻取用ボビン１０が中心軸Ｏ回りに回転した際に、主巻取鍔２のある微小な部分における微小質量ｄｍに作用する遠心力ｄＦは、下記の数式（１）により表される。数式（１）において、ｒは中心軸Ｏから微小質量ｄｍまでの半径であり、ωは微小質量ｄｍの角速度である。
ｄＦ＝ｄｍ×ｒ×ω２　…（１）
　そして、主巻取鍔２の全体に作用する遠心力Ｆは、上記のｄＦを積分した値である。従って、主巻取鍔２のうち、中心軸Ｏからの距離が遠い部分における質量が小さいほど、主巻取鍔２全体に作用する遠心力Ｆは小さくなる。
　本実施形態では、図２に示すように、主巻取鍔２の薄肉部２ａにおける厚みが、径方向の外側に向かうに従い漸次小さくなっている。従って本実施形態によれば、例えば主巻取鍔２の厚みが径方向で一定の場合と比較して、主巻取鍔２に作用する遠心力Ｆを低減することができる。
　一方、光ファイバ巻取用ボビン１０に光ファイバが巻き取られた後、主巻取鍔２の外周縁２ｆに指をかけて引く等により、先述の巻取機から光ファイバ巻取用ボビン１０を取り外す作業が行われる場合がある。このとき、主巻取鍔２には軸方向の外力が作用するとともに、主巻取鍔２の内周縁部２ｄにこの外力を起因とする応力が集中しやすい。本実施形態によれば、主巻取鍔２における内周縁部２ｄの厚みを減少させず、上記応力集中に対する強度を維持したまま遠心力Ｆを低減することができる。
　また、例えば主巻取鍔に作用する遠心力を低減させるために、主巻取鍔の根本の厚みを小さくした場合には、主巻取鍔の軸方向の剛性が減少する。この場合、主巻取胴部に光ファイバを巻回させた際に、光ファイバの張力を起因とした圧力によって主巻取鍔が軸方向外側に変位するおそれがある。すると、光ファイバを主巻取胴部に巻回させる工程中に、主巻取鍔の軸方向内側の面と積層された光ファイバとの間に空隙が生じ、光ファイバの積層状態が崩れてしまう場合がある。本実施形態の光ファイバ巻取用ボビン１０によれば、内周縁部２ｄの厚みを減少させないことにより、主巻取鍔２の軸方向の剛性を維持して光ファイバの積層状態が崩れるのを抑止することができる。
　また、本実施形態では主巻取鍔２にリブ３や補強リング４が設けられていることにより、主巻取鍔２の軸方向における剛性を向上させて、この主巻取鍔２が軸方向に変形するのを抑止することができる。
　なお、図１に示すように、リブ３の周方向における幅や補強リング４の径方向における幅は小さい。従って、リブ３および補強リング４の主巻取鍔２に対する質量は充分に小さく、主巻取鍔２に作用する遠心力Ｆを大きく増加させずに主巻取鍔２の剛性および強度を向上させることができる。
（実施例）
　第１実施形態で示した構成を有する光ファイバ巻取用ボビン１０と、その比較例としてのボビンについて、回転及び変形に対する強度試験を行った。
　試験に使用した各光ファイバ巻取ボビンの寸法を、下記の表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　表１のうち、ボビンＡが本実施例に係る光ファイバ巻取用ボビン１０である。ボビンＢおよびボビンＣは、比較例としての光ファイバ巻取用ボビンである。
　ボビンＡの主巻取鍔２における断面形状は図２に示す断面形状と同様であり、主巻取鍔２の軸方向の厚みが内周縁部２ｄから径方向の外側に向けて漸次薄くなっている。そして、その厚みは表１に示すように、最大で４ｍｍであり、最小で２ｍｍである。一方、ボビンＢおよびボビンＣの軸方向の主巻取鍔の厚みは２ｍｍで一定である。
　また、ボビンＡ、Ｂ、Ｃにおいて、主巻取鍔２のリブ３を含めた軸方向の厚みは、軸方向における補強リング４の幅と同等であり、表１に示す寸法となっている。
　本試験では、上記３種類のボビンについて、これらのボビンの振動加速度を計測しながら回転数を徐々に増加させて、振動加速度が一定値に達した時点で回転数の増加を停止し、その際の回転数を最大回転数として記録した。
　また、上記３種類のボビンについて、主巻取鍔の外周縁２ｆに、軸方向に５ｋｇｆの荷重を加えて、その外周縁２ｆの軸方向の変形量を記録した。
　表１に示す通り、最大回転数はボビンＡ＞ボビンＢ＞ボビンＣとなった。この結果の一つ目の要因は、実施例に係るボビンＡの主巻取鍔の内周縁部における厚みがボビンＢ、Ｃよりも厚いため、ボビンＢ、Ｃよりもこの内周縁部の強度が増したことであると考えられる。二つ目の要因は、ボビンＡの主巻取鍔の径方向における外側の部分の厚みがボビンＢ，Ｃと同等であるため、主巻取鍔に作用する遠心力の増加が抑えられて、遠心力によって生じる主巻取鍔の変形が抑制されて回転時に振動しにくくなったものと考えられる。
　また、表１に示す通り、主巻取鍔に軸方向の５ｋｇｆの荷重を加えた際の主巻取鍔の変形量は、ボビンＡ＜ボビンＢとなった。これは、主巻取鍔のうち内周縁部の厚みを増すことにより、主巻取鍔の軸方向における剛性が向上して変形しにくくなったものと考えられる。また、上記変形量は、ボビンＣ＜ボビンＢとなった。これは、リブや補強リングの幅を増やすことによって主巻取鍔の軸方向における剛性が向上して、変形しにくくなったものと考えられる。
　本試験結果から、本実施例に係るボビンＡが、比較例としてのボビンＢ，Ｃよりも高速回転に耐えられるとともに、その主巻取鍔２が軸方向の外力に対して変形しにくいことが確認された。
　以上説明したように、本実施形態に係る光ファイバ巻取用ボビン１０によれば、主巻取鍔２の外周部に薄肉部２ａが形成されている。これにより、主巻取鍔２のうち大きな遠心力を発生させる外周部の質量を低減させて、主巻取鍔２全体に作用する遠心力を低減させることができる。さらに、主巻取鍔２のうち主巻取胴部１と連なる内周縁部２ｄの厚みを大きくすることにより、主巻取鍔２の軸方向における剛性や強度の低下を防ぐことができる。
　また、主巻取鍔２のうち、生じさせる遠心力が比較的小さい内周部２ｃの厚みを大きくすることにより、主巻取鍔２全体に作用する遠心力が増大するのを抑えることができる。さらに、主巻取鍔２に軸方向の外力が作用した際に、応力が集中しやすい内周部２ｃの軸方向における剛性や強度を向上させることができる。
　また、主巻取鍔２の軸方向の厚みが、径方向の外側に向かうに従い漸次小さくなっている。これにより、例えば主巻取鍔２の厚みが径方向の外側に向かうに従って段階的に小さくなっている光ファイバ巻取用ボビンと比較して、主巻取鍔２に軸方向の外力が作用した際に、主巻取鍔２に局所的に応力が集中するのを抑止し、主巻取鍔２の強度を向上させることができる。
　また、主巻取鍔２の軸方向外側を向く外側面には、主巻取鍔２から外側に向けて突出するリブ３および補強リング４が形成されているため、主巻取鍔２の軸方向における剛性をさらに高めることができる。また、リブ３および補強リング４の質量は主巻取鍔２の質量と比較して充分に小さいため、リブ３および補強リング４の質量によって生じる主巻取鍔２全体に作用する遠心力を小さくすることができる。
　また、本実施形態の光ファイバ巻取方法によれば、主巻取鍔２の内周縁部２ｄにおける強度や剛性の低下を抑止しながら、主巻取鍔２全体に作用する遠心力を低減させることができる。これにより、例えば光ファイバ巻取用ボビン１０を回転させる回転数をより大きくして、光ファイバを主巻取胴部１上に巻回する工程の効率を向上させることができる。
　また、本実施形態の光ファイバ巻取用ボビン１０を用いたボビン巻光ファイバによれば、主巻取鍔２の内周縁部２ｄにおける強度や剛性の低下を抑止することができる。これにより、例えばこのボビン巻き光ファイバの運搬時や使用時に、主巻取鍔２に不意に大きな外力が加わった場合に、主巻取鍔２に生じる変形等を抑制することができる。
（第２実施形態）
　次に、第２実施形態に係る光ファイバ巻取用ボビン２０について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　本実施形態では、主巻取鍔２に形成されるリブの形状が異なる。
　主巻取鍔２は、スリット２ｂにおいて周方向に途切れているため、この部分の強度は他の部分よりも低い。特にスリット２ｂの根本部（径方向内端）には、主巻取鍔２に作用する遠心力や軸方向の外力を起因とする応力が集中しやすい。このため、これらの力を起因とする応力によってスリット２ｂの根本の部分から主巻取鍔２が変形する場合がある。
　そこで本実施形態の光ファイバ巻取用ボビン２０は、主巻取鍔２に生じうるこのような変形を抑止するために、図３に示すリブ３ａを備えている。
　リブ３ａは、主巻取鍔２の軸方向外側を向く外側面のうち、スリット２ｂの根本部に対して周方向に隣接する部分に形成されている。また、主巻取鍔２の外側面のうち、リブ３ａが形成された部分に対して、中心軸Ｏを径方向に挟んだ反対側の部分には、リブ３ｂが形成されている。つまり、リブ３ａおよびリブ３ｂは、中心軸Ｏを中心として互いに点対称の位置に配設されている。
　本実施形態の光ファイバ巻取用ボビン２０によれば、主巻取鍔２のうち、遠心力や軸方向の外力を起因とする応力が集中しやすいスリット２ｂの根本部近傍にリブ３ａを形成して、この根本部の強度や剛性を向上させることができる。さらに、この根本部の中心軸Ｏを挟んだ反対側にもリブ３ｂを形成することで、光ファイバ巻取用ボビン２０の重心をその回転中心に位置させて、光ファイバ巻取用ボビン２０が回転した際に発生する振動を低減することができる。
　なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、前記第１実施形態では、主巻取鍔２における薄肉部２ａの厚みが径方向の外側に向かうに従い漸次小さくなっていると説明したが、これに限られない。例えば径方向の全長にわたって厚みが一定の主巻取鍔を用いて、この主巻取鍔の外周部に窪みや貫通孔を形成してもよい。この場合も、外周部の質量を減少させることで主巻取鍔全体に作用する遠心力を低減させつつ、この主巻取鍔の内周縁部２ｄにおける剛性や強度を維持させることができる。
　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
　１…主巻取胴部、２…主巻取鍔、２ａ…薄肉部、２ｂ…スリット、２ｃ…内周部、２ｄ…内周縁部、２ｆ…外周縁、３…リブ、４…補強リング

Claims (8)

  1. 　外周面に光ファイバが巻回されるように構成された主巻取胴部と、
    　前記主巻取胴部の軸方向の一端部に設けられ、径方向の外側に向けて突出する主巻取鍔と、を備える光ファイバ巻取用ボビンであって、
    　前記主巻取鍔のうち、前記径方向の中央部より外側に位置する外周部には、前記主巻取胴部と連なる内周縁部における前記軸方向の厚みよりも、前記軸方向の厚みが小さい薄肉部が形成されている、光ファイバ巻取用ボビン。
  2. 　前記主巻取鍔のうち、前記径方向の中央部より内側に位置する内周部における前記軸方向の厚みが、前記薄肉部における前記軸方向の厚みよりも大きい、請求項１に記載の光ファイバ巻取用ボビン。
  3. 　前記薄肉部における前記軸方向の厚みが、前記径方向の外側に向かうに従い漸次小さくなっている、請求項１または２に記載の光ファイバ巻取用ボビン。
  4. 　前記主巻取鍔の外周縁には、軸方向外側に向けて突出する補強リングが、前記外周縁の全周にわたって形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバ巻取用ボビン。
  5. 　前記主巻取鍔の前記軸方向外側を向く外側面には、該外側面から前記軸方向外側に向けて突出するリブが形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の光ファイバ巻取用ボビン。
  6. 　前記主巻取鍔には、前記内周縁部から前記主巻取鍔の外周縁にわたって前記径方向に延びるスリットが形成され、
    　前記リブは、前記外側面のうち、前記スリットの前記径方向内端に対して周方向に隣接する部分と、当該隣接する部分に対して、前記主巻取鍔の中心軸を前記径方向に挟む反対側に位置する部分と、に形成されている、請求項５に記載の光ファイバ巻取用ボビン。
  7. 　光ファイバの巻き始め側の端末部分を、請求項１から請求項６のいずれかの１項に記載の光ファイバ巻取用ボビンに固定し、
    　前記光ファイバ巻取用ボビンを回転させて、前記光ファイバを前記主巻取胴部の外周面に巻回することを有する、光ファイバ巻取方法。
  8. 　請求項１から請求項６のいずれかの１項に記載の光ファイバ巻取用ボビンと、
    　該光ファイバ巻取用ボビンに巻回された光ファイバと、
    　を有する、ボビン巻き光ファイバ。
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