JP2004021221A - 光ファイバスペーサのスロット形状検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバスペーサのスロットの形成状況をより正確に検出することのできる光ファイバスペーサのスロット形状検出方法を提供すること。
【解決手段】本発明の光ファイバスペーサのスロット形状検出方法は、スペーサ１０１の製造時にスロット形状を検出するもので、スロット形状を検出するスロット形状検出部９と、スロット形状検出部９近傍に位置するピンチキャプスタン５と、スペーサ１０１を蓄線するアキュミュレータ３と、スペーサ１０１を巻き取る巻取機１１とを、スペーサ１０１の繰出経路上に配設し、アキュミュレータ３にスペーサ１０１を蓄線させつつピンチキャプスタン５によってスペーサ１０１の繰出速度を一定に制御して、スロット形状検出部９によってスロットの形状を検出することを特徴としている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバスペーサの外周面上に形成された光ファイバ収納用のスロットの形状を検出する光ファイバスペーサのスロット形状検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示されるように、光ファイバスペーサ１０１として、鋼撚線などの抗張力体１０２を内部に有し、かつ、光ファイバをスペース効率よく収納するための複数のスロット（溝）１０３を外表面上に有するものが用いられている。抗張力体１０２は、スロット１０３内に収納された光ファイバに異常な張力が加わるのを防止するためのものである。このようなスペーサ１０１は、光ケーブルの内部に収納されて使用される。なお、図４に示されるスペーサ１０１においては、スロット１０３がいわゆるＳＺ溝として形成されており、中間後分岐時の作業性（光ファイバの取り出し性）を向上させている。
【０００３】
スロット１０３は、上述したＳＺ状の他にも螺旋状などとされるが、スペーサ１０１の製造時には、このスロット１０３の形状（図５の反転ピッチや反転角など）を検出して、スロット１０３が正常に形成されているかを同時に検査している。スロット１０３の形状を検出する従来の装置構成を図６に示す。図６には、抗張力体１０２の周囲に樹脂層を形成させるクロスヘッド１０４以降が示されている。クロスヘッド１０４はその内部に回転ダイを有しており、抗張力体１０２の周囲に樹脂層を形成させると共に回転ダイによってスロット１０３を形成させてスペーサ１０１を製造する。
【０００４】
なお、図６には、成形した樹脂層の冷却機構などは図示が省略されている。また、樹脂層は、抗張力体１０２との結合を向上させることを目的として複数層とされる場合もある（図４参照）が、図６に示されるクロスヘッド１０４は、スロット１０３が形成される最外層の樹脂層を形成させるものである。スロット１０３の形状は、図４に示されるように、スペーサ１０１の中心軸方向に沿って周期的に変化する。この形状の変化を検出してスロット１０３が正常に形成されているかを検査するのであるが、従来は、図６に示されるように、測長ホイール１０５で繰出線速（スペーサ１０１の長さ）を検出すると共に、スロット形状検出部１０６でスロット１０３がスペーサ１０１の中心軸線を中心としてどのような回転位置にあるか（即ち、スロット１０３の回転角）を検出することによって、スロット１０３の形状を測定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法であると、スペーサ１０１は速度の速い製造線速で繰り出されている間にスロット１０３の形状を検出しなくてはならない。製造線速があまりに速いと、スロット形状検出部１０６での抵抗が大きくなってスペーサ１０１が捻られてしまい、スロット１０３の形状を正確に測定しにくい。一方、スロット１０３の形状を正確に測定し得る速度までスペーサ１０１の線速を落としてしまうと製造効率が低下してしまう。さらに、巻取機１０７での巻き取り量によってスペーサ１０１の巻取径が変わるので線速が常に変化しており、スペーサの長さ方向に対するスロット１０３の形状変化を正確に検出し難いという状況があった。
【０００６】
そこで、正確な溝形状は製造時のスペーサ１０１の始端又は終端部分を切り取るなどして測定し、製造時にスペーサ１０１を繰り出しつつ行う上述した測定方法では相対的な変化（正確に測定したものに比べてどうなっているか）を検出していた。しかし、このような従来の測定方法を改善し、スペーサのスロット形状をより正確に測定することのできる方法が要望されていた。それも、製造されるスペーサ１０１の両端部ではない途中の部分でも正確な測定を製造中に行えることが要望されていた。
【０００７】
従って、本発明の目的は、光ファイバスペーサのスロットの形成状況をより正確に検出することのできる光ファイバスペーサのスロット形状検出方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光ファイバスペーサのスロット形状検出方法は、外周面上に光ファイバを収納する複数のスロットを有する光ファイバスペーサの製造時に、スロットの形状を検出する光ファイバスペーサのスロット形状検出方法であって、スロットの形状を検出するスロット形状検出部と、スロット形状検出部近傍に位置するピンチキャプスタンと、スペーサを蓄線するアキュミュレータと、スペーサを巻き取る巻取機とを、繰り出されているスペーサの繰出経路上に配設し、アキュミュレータにスペーサを蓄線させつつピンチキャプスタンによってスペーサの繰出速度を一定に制御して、スロット形状検出部によってスロットの形状を検出するスロット形状測定モードを設定してスロットの形状を検出することを特徴としている。
【０００９】
なお、ピンチキャプスタンの配置位置に関して、スロット形状検出部近傍とは、ピンチキャプスタンによって繰り出されるスペーサが、その繰出速度のままスロット検出部を通過することを意味している。ピンチキャプスタンは、上述した意味でスロット形状検出部近傍に位置していればよく、スロット形状検出部に対して上流側に配置されても下流側に配置されても良い。また、上述した意味でピンチキャプスタンがスロット形状検出部近傍に位置していればよく、両者の間にスペーサの繰出速度に影響しない他の機構（測長ホイールなど）などが配設されても良い。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ファイバスペーサのスロット形状検出方法において、スロット形状測定モード時に、巻取機の巻き取りトルクを一定に制御することを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ファイバスペーサのスロット形状検出方法において、スペーサに接触して回転することによって該スペーサの繰出速度又は繰り出し長さを測定する測長ホイールを繰出経路上にさらに配設し、スロット形状測定モード以外のときには、ピンチキャプスタンを使用しないで、スロット形状検出部及び測長ホイールを用いてスロットの形状を検出することを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の光ファイバスペーサのスロット形状検出方法において、スロット形状検出部が、各スロットに挿入される複数のピンと、各ピンを保持する環状回転部と、環状回転部の回転を検出する検出部とを有しており、環状回転部が二分割可能な機構を有し、二分割されることでその内部にスペーサを配置させる構造とされていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る光ファイバスペーサのスロット形状検査方法の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１に、本発明方法を行う製造装置の一部（スペーサ製造後のスロット形状検出に関連する部分）を示す。
【００１４】
本実施形態でスロットの形状が検出されるスペーサ１０１は、図４に示されるものと同様のものである。この装置は、図１中右側のクロスヘッド１において抗張力体１０２の周囲に樹脂を押し出すと同時に、この樹脂部分外表面上にＳＺ状のスロット１０３を形成させる。この製造方法自体は、従来のスペーサ製造方法と同様であるため、この部分についての詳しい説明は省略する。以下には、このように製造された後のスロット形状検出について詳しく説明する。なお、図１には、成形後のスペーサ１０１の冷却機構などの図示も省略されている。
【００１５】
スロット１０３が形成されたスペーサ１０１は、一対のキャプスタンローラ２ａ，２ｂの外周に巻き付けられた後、一対のアキュムレーティングローラ３ａ，３ｂに送られる。キャプスタンローラ２ａ，２ｂは、図示されない駆動機構によって駆動されており、上流側からスペーサ１０１を引っ張りつつ下流側に繰り出している。一対のアキュムレーティングローラ３ａ，３ｂは、それらの間の距離を図示されない駆動装置によって変更可能とされており、繰り出し中のスペーサ１０１をアキュムレーティング（蓄線）させておくことができる。一対のアキュムレーティングローラ３ａ，３ｂ間の距離を広げることによって、スペーサ１０１をアキュムレーティング（蓄線）させる。アキュムレーティングローラ３ａ，３ｂや図示されない駆動装置によってアキュミュレータ３が構成されている。
【００１６】
アキュムレート中は、アキュムレーティングローラ３ａ，３ｂから下流側へのスペーサ１０１の繰り出しを一時停止させたり、繰出速度を低下させることが可能となる。このため、後述するスロット形状測定モードにおける線速低下や、後述する巻取機１１におけるドラム交換などを行える。一対のアキュムレーティングローラ３ａ，３ｂのさらに下流側には、一対のターンホイール４ａ，４ｂが配設されている。一対のターンホイール４ａ，４ｂには、順次スペーサ１０１がほぼ一回転ずつ巻き付けられている。各ターンホイール４ａ，４ｂは、それ自身で回転することはなく、スペーサ１０１の繰り出しに伴って回転されるものである。
【００１７】
そして、この一対のターンホイール４ａ，４ｂの間における上流側には、まず一対のピンチキャプスタンローラ５ａ，５ｂが配設されている。一対のピンチキャプスタンローラ５ａ，５ｂは、対向して配置されており、その間にスペーサ１０１を挟み込む。一対のピンチキャプスタンローラ５ａ，５ｂは、エアシリンダ５ｃによってスペーサ１０１を挟み込んだり、スペーサ１０１を開放したりできる。また、一対のピンチキャプスタンローラ５ａ，５ｂは、駆動モータ５ｄによって駆動され、スペーサ１０１を挟み込んでいるときはスペーサ１０１を所望の速度で繰り出すことができる。一対のピンチキャプスタンローラ５ａ，５ｂ、エアシリンダ５ｃ、駆動モータ５ｄなどによってピンチキャプスタン５が構成されている。
【００１８】
エアシリンダ５ｃや駆動モータ５ｄは、コントローラ（プログラマブル・ロジック・コントローラ：ＰＬＣ）６に接続されており、コントローラ６によってその動作が制御されている。ピンチキャプスタン５の下流側には、繰り出し中のスペーサ１０１に接触して回転する測長ホイール７が配設されている。測長ホイール７によって、スペーサ１０１の繰り出し長さ（線速）を検出することができる。測長ホイール７の回転はロータリエンコーダ８で検出される。ロータリエンコーダ８から出力されるパルスは、コントローラ６に入力される。なお、ロータリエンコーダ８から出力されるパルスを周波数−電圧変換器（以下、Ｆ／Ｖ変換器という）にかけ、繰出線速を電圧値としてコントローラ６に入力しても良い。
【００１９】
一対のターンホイール４ａ，４ｂの間における、測長ホイール７の下流側には、スロット形状検出部９が配設されている。スロット形状検出部９の構成は、従来の検出機構とほぼ同様の構成を有しており、スペーサ１０１の各スロット１０３に挿入される複数のピンと、各ピンを保持する環状回転部と、この環状回転部の回転を検出する検出部（ロータリエンコーダ１０）とを有している。このような検出機構としては、特開２０００−６５５５８号公報、特公平６−７２９７０号公報のようなものが一般に知られている。
【００２０】
スペーサの各スロットには、環状回転部の中心方向に向けて環状回転部に固定された複数のピンが挿入される。スペーサが繰り出されると、ピンがスロットに案内されることで環状回転部が回転する（スロットがＳＺ溝であれば交互反転する）。この環状回転部の回転を検出部であるロータリエンコーダ１０で検出することでスロットの形状を検出することができる。しかし、本実施形態のスロット形状検出部９においては、環状回転部の形態が従来のものと異なっている。即ち、本実施形態の環状回転部９ａは、図２に示されるように、スロット形状検出部９へのスペーサ１０１のセッティングを容易にするため、二分割可能な機構を有している。なお、この環状回転部９ａ以外の構成は従来の公知のものと同様であるので、さらなる詳しい説明は省略する。
【００２１】
従来のスロット形状検出部におけるピン（スペーサの各スロットに挿入されるピン）は、上述した特公平６−７２９７０号公報の第２図（ｂ）に記載されているように、スペーサをセッティングする際に一本一本各スロットに挿入させる必要があり、セッティングに時間がかかっていた。図２や図４に示されるスペーサ１０１は五つのスロット１０３しか有していないが、スロット数が増えれば増える程、セッティングに手間がかかる。本実施形態では、セッティング時間の短縮を図るべく、図２に示されるように、環状回転部９ａを二分割可能な機構とした。このようにすることで、二分割可能な環状回転部９ａを開いてその内部にスペーサ１０１を配置させることで、環状回転部９ａに固定された複数のピン９ｂをほぼ同時にスロット１０３に収納させることができる。
【００２２】
環状回転部の回転を検出するロータリエンコーダ１０から出力されるパルスは、コントローラ６に入力される（ここでも、アンプやＦ／Ｖ変換器を用いて電圧値に変換してからコントローラ６に入力しても良い）。スペーサ１０１の線速（長さ）は、ピンチキャプスタン５の繰出線速から得る場合と測長ホイール７から得る場合とがある（これらの使い分けについては追って説明する）。コントローラ６では、この線速（長さ）とスロット１０３の回転角とからスロット１０３の反転角や形成ピッチを演算によって算出することが可能となる。下流側のターンホイール４ｂのさらに下流側には、製造・検査されたスペーサ１０１を巻き取る巻取機１１が配設されている。巻取機１１は、コントローラ６に接続されている。巻取機１１は、単に巻き取るだけのモードと、巻き取りトルクを一定にして巻き取るモードとを設定可能である。
【００２３】
次に、上述した構成の装置を用いてスロット１０３の形状を検出する方法について説明する。
【００２４】
本実施形態の検出方法では、スペーサ１０１の製造途中でスペーサ１０１のスロット１０３の形状を正確に検出するためのスロット形状測定モードが実行される。このモードが実行されている間は上述した装置の各構成部分が、スロット１０３の形状を検出するのに適した状態とされ、従来のような相対的な検出ではなく、スロット１０３の形状を直接的に正確に検出することができる。即ち、スロット形状測定モードを実行することによって、スペーサ１０１のスロット１０３の形状を正確に抜き取り検査することができる。一方、スロット形状測定モードが実行されていないときは、従来と同様の検出方法（図６参照）を実行することが可能で、本実施形態でもそのようになされる。
【００２５】
スロット形状測定モードについて説明する。スロット１０３の形状を正確に形成するため、このモードが実行されている間はスペーサ１０１の繰出速度が通常の製造線速よりも一時的に遅くされる（例えば、５ｍ／ｍｉｎ以下）。即ち、キャプスタンローラ２ａ，２ｂよりも上流側では製造線速、アキュミュレータ３よりも下流部分では検出用の線速（＜製造線速）となるようになされる。そして、線速の差は、アキュミュレータ３の蓄線機能によって吸収される。
【００２６】
また、スロット形状測定モードの開始と共に、巻取機１１の巻き取りトルクを一定に制御する。これにより、スロット形状検出部９においてスペーサ１０１に作用する張力がほぼ一定となり、より正確な検出を行うことが可能となる。次いで、エアシリンダ５ｃによって、ピンチキャプスタンローラ５ａ，５ｂをスペーサ１０１に接触させると共に、ピンチキャプスタンローラ５ａ，５ｂを駆動モータ５ｄによって駆動させる。
【００２７】
スロット形状測定モード中は、ピンチキャプスタン５を用いてスロット形状検出部９でのスペーサ１０１の線速が、上述した検出用の一定の線速となるように制御される。ピンチキャプスタン５はスロット形状検出部９の近傍に配設されており、スロット形状検出部９での線速はピンチキャプスタン５によって正確に一定に制御される。即ち、このモード中においては、測長ホイール７によってスペーサ１０１の繰出線速を検出する必要はなく、スペーサ１０１の線速はピンチキャプスタン５による繰出線速としてコントローラ６によって把握される。ただし、測長ホイール７を併用しても構わない。
【００２８】
そして、ピンチキャプスタン５によって繰出線速が一定にされている状態下で、スロット形状検出部９でスロットの回転角を検出する。ピンチキャプスタン５から得られるスペーサ１０１の繰り出し長さ（繰出速度の時間積算）と、スロット形状検出部９で検出されるスロット１０３の回転角とから、スロット１０３の形状を検出する過程を模式的にグラフ化したものを図３に示す。図３下部には、スペーサ１０１の繰り出し長さが示されている。これは、ピンチキャプスタン５によるスペーサ１０１の制御線速を積算することで得られる。また、図３上部には、スロット形状検出部９で検出されたスロット１０３の回転角が示されている。図３中に反転角及びピッチが示されているが、このようにすることでスロット１０３の形状を直接的に、かつ、正確に検出することができる。
【００２９】
上述したように、スロット形状検出モードにおいてスロット１０３の形状検出が終了したら、通常の製造時の状態に戻る。即ち、ピンチキャプスタン５は、スペーサ１０１から離れ、巻取機１１もトルク制御が解除され、スロット形状検出モード中にアキュミュレータ３に蓄線されたスペーサ１０１を巻き取るべく巻き取り速度が上げられる。スロット形状検出モード終了後は、通常のように、測長ホイール７を用いて、相対的なスロット１０３の形状検出が継続して行われる。即ち、スロット形状検出モード中に測定した絶対的なスロット形状に対して、「反転角が小さくなった」、「ピッチが長くなった」のような相対的な評価でスロット１０３の形状を検出する。
【００３０】
なお、上述した実施形態では、一対のターンホイール４ａ，４ｂ間で測定を行っている。一対のターンホイール４ａ，４ｂ間では、スペーサ１０１に捻りが加えられない（あるいはほとんど加えられない）ため、スロット１０３の正確な形成ピッチを測定するのに都合がよい。例えば、スロット１０３を形成させるクロスヘッド１では、スロット１０３の形成に伴って繰り出し中のスペーサ１０１に対して捻りが負荷されてしまうおそれもある。このため、この近傍でスロット１０３の形状検出を行えば、僅かではあっても検出結果にこの捻れの影響が出てしまう。一対のターンホイール４ａ，４ｂ間では捻れの影響のない（少ない）測定を行えるので好ましい。
【００３１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態で検出されるスロット１０３は、単なるＳＺ溝であったが、その他の形態のスロットを直接的に、かつ、正確に検出することもできる。例えば、ＳＺ状の軌跡にさらにＳＺ状の軌跡を重畳させた軌跡を描くスロットや、螺旋状の軌跡にＳＺ状の軌跡を重畳させた軌跡を描くスロットなどについても、その形状を正確に検出することができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、繰り出されているスペーサの繰出経路上に配設し、アキュミュレータにスペーサを蓄線させつつピンチキャプスタンによってスペーサの繰出速度を一定に制御して、スロット形状検出部によってスロットの形状を検出するスロット形状測定モードを設けることによって、このモード中にスロットの形状を直接的に、かつ、正確に検出することができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、スロット形状測定モード時に、巻取機の巻き取りトルクを一定に制御することで、スペーサに加わる張力などを安定化させ、より正確にスロットの形状を検出することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、測長ホイールを繰出経路上にさらに配設し、スロット形状測定モード以外のときにはスロット形状検出部及び測長ホイールを用いてスロットの形状を検出することで、スロット形状測定モードの形状変化を検出することができる。上述したスロット形状測定モードにおける検出と併用することで、スロットの形状をスペーサの全長にわたってより正確に把握することが可能となる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、環状回転部が二分割可能な機構を有し、二分割されることでその内部にスペーサを配置させる構造とされているので、スロット形状検出部へのスペーサのセッティングを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検出方法の一実施形態を行う装置の構成図である。
【図２】図１の装置のスロット形状検出部における環状回転部を示す斜視図（スペーサは断面）である。
【図３】スペーサの繰り出し長さとスロットの回転角との関係を示すグラフである。
【図４】スペーサを示す斜視図である。
【図５】スロットの反転角やピッチを説明する説明図（外表面展開図）である。
【図６】従来のスロット形状検出装置の構成図である。
【符号の説明】
１…クロスヘッド、２ａ，２ｂ…キャプスタンローラ、３…アキュミュレータ、３ａ，３ｂ…アキュムレーティングローラ、４ａ，４ｂ…ターンホイール、５…ピンチキャプスタン、５ａ，５ｂ…ピンチキャプスタンローラ、５ｃ…エアシリンダ、５ｄ…駆動モータ、６…コントローラ、７…測長ホイール、８…ロータリエンコーダ、９…スロット形状検出部、９ａ…環状回転部、９ｂ…ピン、１０…ロータリエンコーダ、１１…巻取機、１０１…スペーサ、１０２…抗張力体、１０３…スロット。

Claims (4)

1. 外周面上に光ファイバを収納する複数のスロットを有する光ファイバスペーサの製造時に、前記スロットの形状を検出する光ファイバスペーサのスロット形状検出方法であって、
   前記スロットの形状を検出するスロット形状検出部と、前記スロット形状検出部近傍に位置するピンチキャプスタンと、前記スペーサを蓄線するアキュミュレータと、前記スペーサを巻き取る巻取機とを、繰り出されている前記スペーサの繰出経路上に配設し、
   前記アキュミュレータに前記スペーサを蓄線させつつ前記ピンチキャプスタンによって前記スペーサの繰出速度を一定に制御して、前記スロット形状検出部によって前記スロットの形状を検出するスロット形状測定モードを設定して前記スロットの形状を検出することを特徴とする光ファイバスペーサのスロット形状検出方法。
2. 前記スロット形状測定モード時に、前記巻取機の巻き取りトルクを一定に制御することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバスペーサのスロット形状検出方法。
3. 前記スペーサに接触して回転することによって該スペーサの繰出速度又は繰り出し長さを測定する測長ホイールを前記繰出経路上にさらに配設し、前記スロット形状測定モード以外のときには、前記ピンチキャプスタンを使用しないで、前記スロット形状検出部及び前記測長ホイールを用いて前記スロットの形状を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバスペーサのスロット形状検出方法。
4. 前記スロット形状検出部が、各スロットに挿入される複数のピンと、各ピンを保持する環状回転部と、前記環状回転部の回転を検出する検出部とを有しており、前記環状回転部が二分割可能な機構を有し、二分割されることでその内部に前記スペーサを配置させる構造とされていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光ファイバスペーサのスロット形状検出方法。

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