JP2002362833A - 光ファイバ用プーリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周面に、溝底部７１が円弧状である断面略Ｕ
字状の凹溝７が形成された光ファイバ用プーリ３，５で
あって、ループや整列不良を生じさせることなく、高速
かつ低張力で光ファイバ心線６をボビン２２に巻き付け
ることが可能になるプーリ３，５を提供する。 【解決手段】 溝底部７１の円弧の直径をＤ、光ファイ
バ心線６の直径をｄとしたときに、Ｄ／ｄを１．０〜
１．８に設定する。特にＤ／ｄを１．２〜１．５に設定
するのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、光ファイ
バ心線（光ファイバ素線）をボビンから他のボビンへ巻
き替える巻替機や、線引き工程において線引きした光フ
ァイバ心線を巻き取る巻取機において、光ファイバ心線
が巻き付けられるボビンに、該光ファイバ心線を案内す
るプーリに好適に用いられ、上記光ファイバ心線が巻き
掛けられる凹溝が周面に形成された光ファイバ用プーリ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特許２８７１８３５号
公報に記載されているように、線引き工程において線引
きされた光ファイバ心線を巻き取る巻取機において、こ
の光ファイバ心線が巻き付けられるボビンまで光ファイ
バ心線を案内する光ファイバ用プーリが知られている。
このプーリの周面には、溝底部が平らに形成された断面
略Ｕ字状の凹溝が形成されており、この凹溝内に、光フ
ァイバ心線が巻き掛けられるようになっている。

【０００３】また、例えば図３に示すように、溝底部が
僅かに平らにされた断面Ｖ字状の凹溝９がその周面に形
成された光ファイバ用プーリ８も知られている。

【０００４】このような光ファイバ用プーリは、線引き
工程で使用される巻取機以外にも、光ファイバ心線をボ
ビンから他のボビンへ巻き替える巻替機において、上記
ボビンから光ファイバ心線が巻き付けられる他のボビン
まで光ファイバ心線を案内するためにも用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ボビンに光
ファイバ心線を巻き付けるときは、この光ファイバ心線
がボビンの外周面に、該ボビンの軸方向に並んだ状態
（整列した状態）で巻き付けると共に、この光ファイバ
心線に撓み（以下、この撓みのことをループという）が
生じることなく上記ボビンに巻き付ける必要がある。

【０００６】これは、ボビンに巻き付けられた光ファイ
バ心線は、光ファイバ心線の外表面に着色する着色工程
や、テープ心線（複数本の光ファイバ素線を並んだ状態
で一体被覆したもの）の製造工程において上記ボビンか
ら送り出されることになるが、上記ボビンに巻き付けら
れた光ファイバ心線に、ループや整列不良（例えば光フ
ァイバが互いに重なり合った状態のこと等を言う）が生
じていると、光ファイバ心線を送り出すときに、その張
力が変動してしまい、光ファイバ心線の断線を招く虞が
あるためである。

【０００７】そして、生産性の向上の観点からは、上記
巻替機や巻取機において光ファイバ心線をボビンに対し
て短時間で巻き付けることが好ましく、そのためには、
光ファイバ心線の送り速度を高めることが必要である。

【０００８】ところが、本発明者が、上記断面Ｖ字状又
は略Ｕ字状の凹溝が形成された従来の光ファイバ用プー
リを用いた巻替機において、光ファイバ心線の送り速度
を高めて光ファイバ心線の巻き替えを行ったところ、光
ファイバ心線が振動してしまい、これにより、光ファイ
バ心線が上記プーリの凹溝内で大きく移動してしまうこ
ととなった。その結果、ボビンの巻き付けられた光ファ
イバ心線には整列不良が生じてしまった。また、光ファ
イバ心線が移動するときにこの光ファイバ心線の張力が
変動し、これにより、瞬間的に無張力（張力が０（零）
の状態）になることで、ボビンに巻き付けられた光ファ
イバ心線にはループが発生してしまった。さらに、光フ
ァイバ心線の送り速度を高めると、凹溝の内壁面と光フ
ァイバ心線の外周面との間の摩擦が増大してしまい、光
ファイバ心線の送りに対する抵抗が増大してしまうこと
となった。その結果、光ファイバ心線に作用する張力に
大きな変動が生じて、ボビンに巻き付けられた光ファイ
バ心線にはループが数多く発生してしまった。

【０００９】そこで、上記光ファイバ心線の送り速度を
高めると共に、その張力を高めて光ファイバ心線の巻き
替えを行ったところ、光ファイバ心線の張力が変動して
も０になることは防止され、上記ループの発生を抑制す
ることはできた。しかし、光ファイバ心線の振動は完全
には防止できずボビンの巻き付けられた光ファイバ心線
には整列不良が発生してしまった。さらに、光ファイバ
心線の張力を高めることで、ボビンに巻き付けられた光
ファイバ心線に強い側圧が作用してしまうようになっ
た。こうした強い側圧は光ファイバ心線の光透過損失の
増大を招くため、ボビンに巻き付けられた光ファイバ心
線に対する損失の検査を、正確に行うことができないと
いう新たな不都合が生じてしまう結果となった。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、周面に、光フ
ァイバ心線が巻き掛けられる凹溝が形成された光ファイ
バ用プーリにおいて、光ファイバ心線を高速かつ低張力
でボビンに巻き付けても、光ファイバ心線のループや整
列不良の発生が防止される光ファイバ用プーリを提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、凹溝の形状に着目して実験を繰り返した結果、溝底
部が円弧状である断面Ｕ字状の凹溝において、その溝底
部の円弧の直径が光ファイバ心線の直径に対して所定の
大きさにあるときは、この光ファイバ心線を高速かつ低
張力でボビンに巻き付けても、光ファイバ心線のループ
や整列不良の発生が防止されることを見出し、本発明を
完成するに至った。

【００１２】具体的に、本発明は、周面に、光ファイバ
心線が巻き掛けられる凹溝が形成された光ファイバ用プ
ーリを対象とし、上記凹溝の断面形状を、溝底部が円弧
状である略Ｕ字状をなるものとする。

【００１３】そして、上記溝底部の円弧の直径をＤ、上
記光ファイバ心線の直径をｄとしたときに、Ｄ／ｄを、
１．０〜１．８に設定されていることを特定事項とする
ものである。

【００１４】上記Ｄ／ｄは、１．２〜１．５に設定する
ことがさらに好ましい。

【００１５】すなわち、上記Ｄ／ｄを１．０よりも小さ
くすると、凹溝の溝底と光ファイバ心線とが互いに離れ
てしまう。このため、光ファイバ心線の送り速度が高く
なるに伴い上記光ファイバに対してプーリの中心軸方向
への力が作用すると、この光ファイバ心線が凹溝に食い
込むようになり、上記凹溝の内側面と光ファイバ心線の
外周面との間の摩擦が増大してしまって、光ファイバ心
線の送りに対する抵抗が増大してしまうことになる。そ
の結果、光ファイバ心線の張力が大きく変動して、ボビ
ンに巻き付けられた光ファイバ心線にループが発生して
しまうことになる。このように、上記Ｄ／ｄを１．０よ
りも小さくすると、溝底部が円弧状である断面形状がＵ
字状のプーリであっても、断面Ｖ字状の凹溝が形成され
た従来のプーリと同様の結果になってしまうことにな
る。

【００１６】一方、上記Ｄ／ｄを１．８よりも大きくす
ると、凹溝の溝底部における幅が光ファイバ心線の外径
に対して大きくなりすぎてしまい、この光ファイバ心線
が、凹溝内で移動し易くなってしまう。このため、光フ
ァイバ心線の送り速度が高くなるに伴い光ファイバ心線
が凹溝内で大きく移動（振動）してしまい、その結果、
ボビンに巻き付けられた光ファイバ心線の整列不良を招
きやすくなってしまう。

【００１７】これに対し、上記Ｄ／ｄを１．０〜１．８
とすることによって、凹溝の溝底と光ファイバ心線とが
互いに接触した状態になるため、光ファイバ心線の送り
速度が高くなってもこの光ファイバ心線が凹溝に食い込
むことが防止され、凹溝の内側面と光ファイバ心線の外
周面との間の摩擦が増大することが防止される。その結
果、光ファイバ心線の張力の変動が防止され、よって、
ループの発生が防止される。こうして、光ファイバ心線
の張力を高めなくても、ループの発生が防止されるた
め、ボビンに巻き付けられた光ファイバ心線に大きな側
圧が作用することが回避することができる。これによ
り、ボビンに巻き付けられた光ファイバ心線の断線の検
査を正確に行うことが可能になる。

【００１８】また、上記Ｄ／ｄが１．０〜１．８であれ
ば、凹溝の溝底部における幅が光ファイバ心線の外径よ
りも僅かに大きい程度になる。このため、光ファイバ心
線の送り速度が高くなっても、凹溝内における光ファイ
バ心線の移動が規制される。こうして、ボビンに巻き付
けられた光ファイバ心線の整列不良が防止される。

【００１９】このように、Ｄ／ｄを１．０〜１．８とす
ることによって、光ファイバ心線を高速かつ低張力でボ
ビンに巻き付けても、光ファイバ心線のループや整列不
良の発生が防止される。特に、上記Ｄ／ｄを１．２〜
１．５とすることで、光ファイバ心線の凹溝内での移動
を効果的に規制することができる。その結果、光ファイ
バ心線の移動に伴いその張力が変動することが確実に防
止されて、光ファイバ心線のループを防止することは勿
論のこと、整列不良の発生をより一層確実に防止するこ
とができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明における光
ファイバ用プーリによれば、Ｄ／ｄ（溝底部の円弧の直
径をＤ、光ファイバ心線の直径をｄ）を１．０〜１．８
とすることによって、特に、上記Ｄ／ｄを１．２〜１．
５とすることによって、光ファイバ心線を高速かつ低張
力でボビンに巻き付けても、光ファイバ心線のループや
整列不良の発生を防止することができる。その結果、線
引きの高速化や、光ファイバ心線の巻き替えの高速化が
図られて、生産性を向上させることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００２２】図１は、本発明の実施形態に係る光ファイ
バ用プーリ（以下、単にプーリという）を用いた巻替機
１を概略的に示しており、このものは、送り出しボビン
２１に巻き付けられている光ファイバ心線６（又は光フ
ァイバ素線）を、巻き取りボビン２２に巻き替えるもの
である。

【００２３】上記巻替機１は、互いに所定の距離だけ離
されて配設された上記送り出しボビン２１と、巻き取り
ボビン２２との間に配設され、上記送り出しボビン２１
に巻き付けられた光ファイバ心線６を引き取ると共に、
この引き取った光ファイバ心線６を上記巻き取りボビン
２２に送り出すキャプスタン４１と、このキャプスタン
４１を挟んで送り出しボビン２１の配設側と巻き取りボ
ビン２２の配設側との両側に配設され、光ファイバ心線
６の張力を調整する送り出しダンサー３１及び巻き取り
ダンサー３２とを備えている。尚、上記送り出しボビン
２１及び巻き取りボビン２２は共に、紙面に対して直交
する軸回りに回転するように構成されていると共に、上
記巻き取りボビン２２は、その軸方向（紙面に対して直
交する方向）に往復移動可能に構成されている。

【００２４】上記キャプスタン４１は略円盤状に形成さ
れており、上記送り出しボビン２１及び巻き取りボビン
２２と同様に、紙面に対して直交する軸回りに回転する
ように構成されている。このキャプスタン４１の周面に
おける所定の範囲には、３つのベルト車に巻き掛けられ
た押さえベルト４２が当接しており、このキャプスタン
４１は、いわゆるベルトラップキャプスタンに構成され
ている。この押さえベルト４２によって、上記光ファイ
バ心線６はキャプスタン４１の周面に押さえつけられる
ようになり、これにより、上記キャプスタン４１を回転
させることで、上記送り出しボビン２１に巻き付けられ
た光ファイバ心線６が引き取られると共に、この引き取
った光ファイバ心線６が上記巻き取りボビン２２に送り
出されるようになっている。このため、上記キャプスタ
ン４１の回転速度を調整することで、光ファイバ心線６
の送り速度が調整されることになる。

【００２５】上記送り出しダンサー３１及び巻き取りダ
ンサー３２はそれぞれ、紙面に対して直交する軸回りに
回転するように構成されていると共に、互いに離されて
配設された一対のプーリ３，３によって構成されてお
り、上記光ファイバ心線６は、この一対のプーリ３，３
の間に巻き掛けられるように通される。この一対のプー
リ３，３はその間隔が変更可能に構成されており、この
間隔を調整することで、上記光ファイバ心線６の張力が
調整されるようになっている。そして、上記送り出しボ
ビン２１から引き取られた光ファイバ心線６が、上記送
り出しダンサー３１における一対のプーリ３，３の間を
巻き掛けられてその張力が調整された後に、上記キャプ
スタン４１送り出される一方、上記キャプスタン４１か
ら送り出された光ファイバ心線６が、上記巻き取りダン
サー３２における一対のプーリ３，３の間を巻き掛けら
れてその張力が調整された後に、上記巻き取りボビン２
２に送り出されるようになっている。

【００２６】上記送り出しボビン２１の近傍には、この
送り出しボビン２１から引き取られる光ファイバ心線６
を、上記送り出しダンサー３１に案内するガイド用のプ
ーリ５が配設されている。一方、上記巻き取りボビン２
２の近傍には、上記巻き取りダンサー３２からの光ファ
イバ心線６を、巻き取りボビン２２に案内するガイド用
の第１及び第２のプーリ５，５が配設されている。そし
て、上記巻き取りボビン２２を回転させつつこの巻き取
りボビン２２をその軸方向に往復移動させることで、光
ファイバ心線６を紙面に直交する方向に並んだ状態（整
列した状態）で上記巻き取りボビン２２に巻き付けるよ
うになっている。

【００２７】送り出しダンサー３１及び巻き取りダンサ
ー３２における一対のプーリ３，３と、上記送り出しボ
ビン２１及び巻き取りボビン２２におけるガイド用のプ
ーリ５とはそれぞれ略同じ大きさであると共に、図２に
示すように、上記光ファイバ心線６が巻き掛けられる凹
溝７が周面に形成された溝付きプーリに形成されてい
る。

【００２８】上記凹溝７は、その溝底部７１が円弧状に
形成されていると共に、その開口から溝底部７１に向か
って溝幅が狭くなるテーパ状に形成されており、その断
面形状は略Ｕ字状である。尚、上記テーパ角θは、１５
°〜９０°程度に設定すればよく、例えば３０°に設定
するのが好ましい。また、上記凹溝７の深さは、５ｍｍ
〜１０ｍｍ程度にすればよく、例えば９ｍｍに設定する
のが好ましい。

【００２９】そして、上記凹溝７は、その溝底部７１の
円弧の直径をＤとし、光ファイバ心線６の直径をｄとし
たときに、Ｄ／ｄが１．０〜１．８となるように形成さ
れている。尚、上記光ファイバ心線６の直径ｄは、例え
ばＵＶ素線（コア・クラッドからなる直径０．１２５ｍ
ｍの光ファイバに、紫外線硬化型樹脂を被覆したもの）
であれば、通常０．２５ｍｍである。

【００３０】こうすることで、光ファイバ心線６を高速
かつ低張力で巻き取りボビン２２に巻き付けても、巻き
取りボビン２２に巻き付けられた光ファイバ心線６にル
ープや整列不良が発生することを防止することができ
る。このことについて、上記Ｄ／ｄの異なる各種プーリ
を用いた巻替機１により、光ファイバ心線６の巻き替え
を行ったときの実験結果（表１）を参照しながら説明す
る。尚、光ファイバ心線６の送り速度は、８００ｍ／分
（従来は、５００ｍ／分程度）で、光ファイバ心線６の
張力（キャプスタン４１を挟んだ巻き取りボビン２２側
の張力）は、０．６Ｎである。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１より、Ｄ／ｄが１．０のときは、発生
頻度は少ないもののループが発生した。これは、光ファ
イバ心線６がプーリの凹溝７に対して食い込むようにな
るため、光ファイバ心線６の送りに対する抵抗が比較的
大きくなり、光ファイバ心線６の張力の変動によってル
ープが発生するものの、その張力の変動は比較的小さく
抑えられるため、そ発生頻度は少ないと考えられる。一
方、光ファイバ心線６の振動は小さく、巻き取りボビン
２２に巻き付けられた光ファイバ心線６に整列不良は生
じなかった。この結果から推測すると、Ｄ／ｄが１．０
よりも小さい場合は凹溝７の溝底部７１（溝底）と光フ
ァイバ心線６とが互いに離れてしまうことから、光ファ
イバ心線６が凹溝７に対してさらに食い込むことになる
と考えられる。このため、Ｄ／ｄが１．０よりも小さい
プーリでは、断面Ｖ字状の凹溝が形成された従来のプー
リと同様に、巻き取りボビン２２に巻き付けられた光フ
ァイバ心線６にはループが頻繁に発生してしまうことに
なると推測される。

【００３３】一方、Ｄ／ｄが２．０のときは巻き取りボ
ビン２２に巻き付けられた光ファイバ心線６に整列不良
が生じる結果となった。これは、凹溝７の溝底部７１に
おける幅（溝底部７１の円弧Ｄ）が光ファイバ心線６の
外径ｄに対して大きすぎるため、光ファイバ心線６が凹
溝７内で移動し易くなってしまうことに起因すると考え
られる。すなわち、光ファイバ心線６の送り速度が高く
なるに伴う光ファイバ心線６の振動によって、光ファイ
バ心線６が凹溝７内で大きく移動してしまい、その結
果、光ファイバ心線６の整列不良を招いてしまうと考え
られる。また、光ファイバ心線６にループが発生してい
るが、これは、光ファイバ心線６が凹溝７内で移動する
ことに伴い光ファイバ心線６の張力が変動するためであ
ると考えられる。

【００３４】これに対し、上記Ｄ／ｄが１．２，１．
５，１．８のときは整列不良がなく、しかも、光ファイ
バ心線６のループも発生せずに良好であった。特に、上
記Ｄ／ｄが１．２のときは、光ファイバ心線６が、極め
て良好な整列状態で巻き取りボビン２２に巻き取られる
結果になった。

【００３５】つまり、Ｄ／ｄを１．２〜１．８とする
と、凹溝７の溝底部７１における幅が光ファイバ心線６
の外径よりも僅かに大きい程度になるため、光ファイバ
心線６の送り速度が高くなるに伴いこの光ファイバ心線
６が振動しても、光ファイバ心線６の凹溝７内での移動
が規制されることになる。これにより、整列不良が防止
されると考えられる。また、上記凹溝７の溝底部７１と
光ファイバ心線６とが互いに接触した状態になるため、
光ファイバ心線６の送り速度が高くなるに伴い、この光
ファイバ心線６がプーリ３，５の中心軸方向に移動しよ
うとしても、凹溝７の内側面と光ファイバ心線６の外周
面との間の摩擦の増大が防止される。その結果、光ファ
イバ心線６の送りに対する抵抗が増大せずに、光ファイ
バ心線６の張力の変動が防止される。こうして、光ファ
イバ心線６のループの発生が防止されると考えられる。

【００３６】こうして、上記凹溝７の形状によって光フ
ァイバ心線６の張力の変動が防止されるため、ループの
発生を防止するために光ファイバ心線６の張力を高める
必要がなく、その結果、巻き取りボビン２２に巻き付け
られた光ファイバ心線６に大きな側圧が作用することを
防止することができるようになる。

【００３７】以上の結果から、凹溝７の形状としては、
Ｄ／ｄが１．０〜１．８となるようにすれば、光ファイ
バ心線６を高速かつ低張力で、巻き付けボビン２２に巻
き付けても、光ファイバ心線６に整列不良が生じること
を防止することができ、好ましい。特に、上記Ｄ／ｄを
１．２〜１．５とすれば、上記整列不良の発生を防止す
ると共に、光ファイバ心線６のループの発生を防止する
ことができ、より好ましい。さらに、上記Ｄ／ｄを１．
２とすれば、上記ループの発生の防止と共に、光ファイ
バ心線６を極めて良好に整列した状態で巻き取りボビン
２２に巻き付けることができ、さらに好ましい。

【００３８】＜他の実施形態＞尚、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を
包含するものである。すなわち、上記実施形態では、送
り出しボビン２１から巻き取りボビン２２への光ファイ
バ心線６の巻き替えを行う巻替機１を例に、本発明に係
る光ファイバ用プーリ３，５について説明したが、上記
Ｄ／ｄが１．０〜１．８に設定された本発明に係る光フ
ァイバ用プーリは、線引き工程において線引きされた光
ファイバを巻き取る巻取機に適用してもよいし、光ファ
イバ素線に着色を行う着色機等に適用してもよい。すな
わち、本発明に係るプーリは、周面に、光ファイバが巻
き掛けられる凹溝が形成された光ファイバ用プーリであ
れば、広く適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバ用プーリを
用いた巻替機を示す概略図である。

【図２】光ファイバ用プーリの凹溝の部分を拡大して示
す拡大断面図である。

【図３】従来のプーリの凹溝の部分を示す図２対応図で
ある。

【符号の説明】

３ プーリ（光ファイバ用プーリ） ５ ガイド用のプーリ（光ファイバ用プー
リ） ６ 光ファイバ心線 ７ 凹溝 ３１ 送り出しダンサー ３２ 巻き取りダンサー ７１ 溝底部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 漆谷 篤 兵庫県尼崎市東向島西之町８番地 三菱電 線工業株式会社内 (72)発明者 福田 秋彦 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Ｆターム(参考） 2H038 CA35 3F110 BA04 DB12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面に、光ファイバ心線が巻き掛けられ
   る凹溝が形成された光ファイバ用プーリであって、 上記凹溝の断面形状は、溝底部が円弧状である略Ｕ字状
   をなし、 上記溝底部の円弧の直径をＤ、上記光ファイバ心線の直
   径をｄとしたときに、Ｄ／ｄは、１．０〜１．８に設定
   されていることを特徴とする光ファイバ用プーリ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 Ｄ／ｄは、１．２〜１．５に設定されていることを特徴
   とする光ファイバ用プーリ。