JP2005219853A - 線条体の線掛け方法及び線掛け装置並びに光ファイバの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】破断側の線条体をローラ間に挟んで強制的に引取手段で引取ることにより、線条体が線掛けローラから外れないような所定の張力で、確実に巻取り装置に案内することが可能な線条体の線掛け方法及び線掛け装置並びに光ファイバの製造方法を提供する。
【解決手段】主引取手段2で引取られた線条体Fを副引取手段5で引取り、次いで主引取手段2と副引取手段5との間に掛けられた線条体Fを、線掛け移動手段6に引っ掛けて巻取り手段4まで移動案内して線掛けする。線掛け移動手段6が移動する間、副引取手段5の引取り力を調整し、線掛け移動手段6と副引取手段5との間で移動される線条体の張力を0.1N〜10Nとする。また、主引取手段2で引取られた線条体Fを、副引取手段5の後方に配した吸引手段により吸引させてもよい。
【選択図】図1(A)
【解決手段】主引取手段2で引取られた線条体Fを副引取手段5で引取り、次いで主引取手段2と副引取手段5との間に掛けられた線条体Fを、線掛け移動手段6に引っ掛けて巻取り手段4まで移動案内して線掛けする。線掛け移動手段6が移動する間、副引取手段5の引取り力を調整し、線掛け移動手段6と副引取手段5との間で移動される線条体の張力を0.1N〜10Nとする。また、主引取手段2で引取られた線条体Fを、副引取手段5の後方に配した吸引手段により吸引させてもよい。
【選択図】図1(A)
Description
本発明は、光ファイバ、電線等の線条体を引取った後、巻取りボビンに自動的に線掛けする方法に関し、巻取り中に破断したような場合にも自動的に線掛けが行なわれる線条体の線掛け方法及び線掛け装置並びに光ファイバの製造方法に関する。
光ファイバ等の製造で、数kmから数百kmの長さの線条体を、線条体の走行を中断させることなく、巻取りボビンを交換しながら連続的に巻取ることが行なわれている。しかし、光ファイバのような細い線条体の巻取りでは、破断などの事故が生じることがある。このような場合、巻取り側の線条体の走行を一旦停止させて、通常は、再巻取りのための線掛けを手作業でやり直さなければならない。この作業が迅速に行なわれないと、線条体の多くを逸失するだけでなく、設備あたりの線条体の巻取り量が大きく減少し、線条体の生産効率が激減する。
そこで、例えば、特許文献1に開示のように、走行中の線条体の破断を検出したとき、破断された側の線条体を吸引により回収すると共に、線条体を引っ掛けてスプールに案内して巻取りを再開する巻取り方法が提案されている。また、特許文献1には、第1と第2のスプールで線条体の巻取りを切り替えて、線条体の走行を停止させることなく巻取ることについても開示されている。そして、線条体が破断した際には、いずれか一方のスプールを選択して巻始端を係止し、巻取りを継続させている。
特開平10−310445号公報
しかしながら、特許文献1においては、破断が生じた側の線条体を吸引により引取っているため、引取り力が弱い。このため、線条体を引っ掛けてスプールまで案内するのに、十分な引張り張力が得られず、線条体がガイドローラから外れる恐れがある。また、線条体を吸引で引取る場合、吸引された線条体が塊状になって絡んで詰まる恐れがあり、確実な引取りが行なえないという問題がある。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、破断側の線条体をローラ間に挟んで強制的に引取る引取手段で引取ることにより、線条体が線掛けローラから外れないような所定の張力で、確実に巻取り装置に案内することが可能な線条体の線掛け方法及び線掛け装置並びに光ファイバの製造方法の提供を課題とする。
本発明による線条体(例えば、光ファイバ)の線掛け方法及び線掛け装置は、主引取手段で引取られた線条体を副引取手段で引取り、次いで主引取手段と副引取手段との間に掛けられた線条体を、線掛け移動手段に引っ掛けて巻取り手段まで移動案内して線掛けするようにしたものである。そして、線掛け移動手段が移動する間、副引取手段の引取り力を調整し、線掛け移動手段と副引取手段との間で移動される線条体の張力を0.1N〜10Nとする。また、主引取手段で引取られた線条体を、副引取手段の後方(副引取手段から見て主引取手段と逆側)に配した吸引手段により吸引して副引取手段で引取るようにしてもよい。
本発明による構成によれば、主引取手段で引取られた線条体に、破断が生じた際には、副引取手段で線条体を所定の張力で引取ることができ、線掛け移動手段から外れることがない所定の張力で線条体を巻取り手段まで移動させて線掛けし、巻取りを継続させることができる。吸引するのと異なり、からまる恐れもない。また、副引取手段に吸引手段を組み合わせることにより、線条体が破断した際に破断部分を副引取手段に確実に引込ませることができる。
本発明の実施の形態を図1により説明する。図1(A)は、第1の巻取りボビンによる定常状態における巻取り状態を説明する図、図1(B)は線条体が破断して副引取手段で線条体を引取っている状態を示す図、図1(C)は線掛け移動手段で線条体を巻取り手段に案内した状態を示す図、図1(D)は線条体を第2の巻取りボビンに係止させる状態を示す図、図1(E)は線掛けを終了し第2の巻取りボビンで巻取りを開始する状態を示す図である。
図中、1は光ファイバ線引き機構、1aは光ファイバ母材、1bは加熱炉、1cは冷却装置、1dは樹脂塗布装置、1eは樹脂硬化装置、1fはガイドローラ、2は主引取手段、3は張力調整手段、4は巻取り手段、5は副引取手段、6は線掛け移動手段、7はキャプスタン装置、7aはキャプスタンベルト、7bはキャプスタンホイール、8はガイドローラ、9は固定ダンサーローラ、10a,10bは移動ダンサーローラ、11aは第1の巻取りボビン、11bは第2の巻取りボビン、12は巻取りガイドローラ、13は変位ローラ、14はガイドローラ、15a,15bは挟みローラ、16はガイドローラ、17は線掛けローラ、18は移動ロッド、21は張力検出器、22はカッターを示す。
本発明による線条体の線掛け方法及び線掛け装置は、光ファイバ、細径の電線・ケーブル等の線条体を対象とし、特に、第1と第2の巻取りボビン11aと11bとを交互に切り替えて、線条体を途中で切断せずに、連続的に高速で巻取ることができる巻取り装置に適用するのが好ましい。巻取りボビンの交換を待たずに線掛けできるので、線掛け時間が短くなる。このため、本発明では、図1(A)に示すように、例えば、光ファイバ線引き機構1から供給される線条体Fを主引取手段2により引取り、張力調整手段3を経て、交換可能に配された第1と第2の巻取りボビン11aと11bからなる巻取り手段4により巻取る。そして、主引取手段2の下方位置に線条体Fを引取る副引取手段5を設け、主引取手段2と副引取手段5との間に掛け渡された線条体Fを引っ掛ける線掛け移動手段6を備えている。
線条体Fの供給形態の一例としての図1(A)に示す光ファイバ線引き機構1は、光ファイバ母材1aを垂直に吊下げ、その下端部を加熱炉1bで順次加熱溶融させてガラス光ファイバを線引する。線引きされた直後のガラス光ファイバは、冷却装置1cにより所定温度まで下げられた後、樹脂塗布装置1dによりガラス光ファイバの表面に樹脂被覆が塗布され、樹脂硬化装置1eにより樹脂被覆が硬化される。この後、樹脂で被覆された光ファイバ素線(以下、線条体Fという)は、ガイドローラ1fを経て主引取手段2で引取られる。
線条体Fは、ファイバ母材から線引された光ファイバ以外に、例えば、未着色の光ファイバ素線、或いは絶縁電線や、所定長さの線条体に小分けするための長尺の線条体等、種々の線条体がある。例えば、未着色の光ファイバ素線が巻かれたボビンから、前記の光ファイバ素線を繰出して着色した後、再度巻取る場合がある。この場合、図1(A)や図2(A)に示される光ファイバ線引機構1の代わりに、光ファイバ素線が巻かれた繰出しボビンが線条体Fの供給手段となる。
主引取手段2には、例えば、キャプスタンベルト7aとキャプスタンホイール7bからなるキャプスタン装置7を用いて構成することができる。このキャプスタン装置7では、線条体Fをキャプスタンホイール7bの表面にキャプスタンベルト7aで挟みつけて、その摩擦力で線条体Fを引取る。また、この他に引取った線条体Fを所定の方向に移送するガイドローラ8等が付属部材として配されている。
張力調整手段3は、例えば、上下方向に移動しない固定ダンサーローラ9と、上下方向に移動可能な移動ダンサーローラ10a,10bとからなるダンサー装置で構成することができる。このダンサー装置では、固定ダンサーローラ9に対して、両側の移動ダンサーローラ10a,10bが移動して線条体Fのパスラインを変える。一旦、パスラインが形成されれば、移動ダンサーローラ10a,10bが固定され、固定ダンサーローラ9がフリーとなってその自重により線条体Fに張力を与える。
固定ダンサーローラ9をフリーにせず、固定ダンサーローラ9が線条体Fに与える張力を可変となるように固定ダンサーローラ9を支持して走行する線条体Fの張力が一定になるように調整することが好ましい。線引中は、これらのダンサーローラにより線条体Fの張力を制御する。なお、図に示す固定ダンサーローラ9及び移動ダンサーローラ10a,10bを複数段設けて、ローラ間に掛け渡される線条体の本数を増加させると、張力調整のために用いる線条体蓄線量を増やすことができる。
巻取り手段4は、第1と第2の巻取りボビン11aと11bを両者の回転軸が平行になるように配置し、一方の巻取りボビンの巻取り量が所定値に達したら、線条体Fの走行を停止させることなく引続いて隣の空の巻取りボビンで連続的に巻取るように構成されている。このため、第1の巻取りボビン11aと第2の巻取りボビン11bに対して線条体Fを所定のパスラインで巻取るための巻取りガイドローラ12、第1の巻取りボビン11aと第2の巻取りボビン11bとの切り換えを行なうための変位ローラ13とガイドローラ14を備えている。
副引取手段5は、主引取手段2と同様なキャプスタン装置を用いてもよいが、例えば、一対の挟みローラ15aと15bからなり、ピンチローラ式に線条体Fをローラ間に挟んで、その挟着力により線条体Fを引取るような構成とすることができる。キャプスタン装置あるいはピンチローラ装置を用いた場合、その駆動源としては、トルク制御が可能なトルクモータが好ましい。これは、線掛け移動手段6で線条体Fを引っ張るとき、主引取手段2と副引取手段5との間のパスライン長が長くなって張力変動が起こるが、トルクモータを使用することにより、張力変動を吸収する制御が可能で、安定した所定の張力で確実な線掛けが可能となる。また、この他、線条体Fを線掛け時にガイドするためのガイドローラ16を、主引取手段2に配したガイドローラ8に対向するように配しておく。
線掛け移動手段6は、線条体を引っ掛ける線掛けローラ17と該ローラを支持して移動させるための移動ロッド18を有している。線掛けローラ17は、U字状またはV字状のガイド溝を有して引っ掛けた線条体Fがあまり横振れしないような形状が好ましい。移動ロッド18は、例えば、巻取り装置のラインに沿って配したレール19(図3参照)上を移動するように構成される。
線掛け移動手段6を移動させる速度は、主引取手段2と副引取手段5のそれぞれの引取速度により異なるが、例えば、線状体に加わる張力が0.1N〜10N程度となるような速度で移動させるのが望ましい。なお、線状体Fが光ファイバである場合は、1N程度の張力となるように移動させるのが好ましい。また、線掛けローラ17の上側を通る線条体Fのパスラインと、下側を通る線条体Fのパスラインとが重ならないように、線掛けローラ17を傾けて移動させるように構成しておくのが望ましい。
次に、以上のように構成された巻取り装置で、線条体の巻取り中に線条体に破断が生じた際の、線掛け方法について説明する。図1(A)は、巻取り手段4の左側の第1の巻取りボビン11aで線条体Fを巻き取っているときに、移動ダンサーローラ10bと巻取りガイドローラ12との間のH点で破断が生じたものとする。線条体Fの破断検知は、張力調整手段3を制御している張力検出器21で検出されるので、このときの検出信号を用いて、副引取手段5の挟みローラ15a,15bを回転させる。切断されて開放状態にある線条体Fの自由端、又は途中部分を回転中の挟みローラ15a,15bで受け止めて挟み込んで引取る。なお、破断された線条体Fを、副引取手段5に案内するために、後述するような吸引手段を別途設けるようにしてもよい。
図1(B)に示すように、破断された線条体Fを副引取手段5で引取ることにより、主引取手段2において光ファイバ線引き機構から供給される線条体の移送を中断することなく継続して引取ることができる。なお、以下の説明において、図の紙面と直交して遠のく側を「奥まった側」とし、図の紙面と直交して近づく側を「手前側」とする。
副引取手段5で破断された線条体Fを引取っている間に、張力調整手段3の移動ダンサーローラ10a,10bが固定ダンサーローラ9の下方に移動すると共にパスラインから外れた奥まった位置に移動される。また、巻取り手段4においては、巻取りガイドローラ12が左方向に移動する。上方の奥まった退避位置にあったガイドローラ14は、下方に移動すると共に手前側に移動して、右側の第2の巻取りボビン11bの近傍に隣接する位置に配置される。また、変位ローラ13も、上方の奥まった退避位置から下方の待機位置に移動する。
次いで、図1(C)に示すように、主引取手段2と副引取手段5との間に掛け渡されている線条体Fを、線掛け移動手段6を駆動して巻取り手段4側に案内する。線条体Fは、線掛け移動手段6の線掛けローラ17に引っ掛けられて、移動ロッド18により巻取り手段4を横切るようにして引出される。この線条体Fの引出しに際して、線条体Fが所定の引張り張力になるように副引取手段5の引取る力が制御される。
線掛けローラ17で引出された線条体Fは、線掛けローラ17の上側のパスラインP1と下側のパスラインP2を通る。上側のパスラインP1を通る線条体Fは、先ず、点線で示すように固定ダンサーローラ9の下面を横切って移動される。この後、固定ダンサーローラ9の下方の奥まった位置に退避していた移動ダンサーローラ10a,10bが手前側に移動し、点線で示す線条体Fの下方に配置される。次いで、移動ダンサーローラ10a,10bは上方に移動して、線条体Fを固定ダンサーローラ9上方に引き上げ、ローラ間に蓄線状態が生じるようにする。このとき、巻取り手段4において、パスラインP2は巻取りガイドローラ12によって引張り状態が維持されていて、パスラインP1とP2との間の奥まった位置で待機している変位ローラ13が手前側に移動する。
次いで、図1(D)に示すように、右側の第2の巻取りボビン11bを反時計回りに回転駆動する。そして、手前側に移動している変位ローラ13を下方に移動させ、パスラインP2側の線条体Fを下方に変位させて、ガイドローラ14により右側の第2の巻取りボビン11bに線条体Fが係止するようにする。線条体Fが、第2の巻取りボビン11bの係止部(例えば、ボビンの鍔部に設けた係止爪)に接して係止され、線条体Fがカッター22に接することにより、係止部近傍から先のパスラインP2側の線条体(点線で示す部分)が切断され切り離される。切断された点線部分の線条体は、副引取手段5で引取って排除され、この後、副引取手段5の駆動が停止される。
この後、図1(E)に示すように、右側の第2の巻取りボビン11bによる新たな巻取りが開始され、線掛け移動手段6は、線条体Fから離れるべく主引取手段2の方向に移動され、元のホームポジションに戻される。このとき、巻取りガイドローラ12も定常のガイド位置に戻り、第2の巻取りボビン11bに対する線条体Fの巻取りを案内する。また、変位ローラ13及びガイドローラ14は、奥まった上方の退避位置に戻り、次の新たな巻取りに備える。また、左側の途中まで線条体が巻取られた第1の巻取りボビン11aは空のボビンと交換され、次の新たな巻取りに備えられる。
以上の図1(A)〜(E)の説明は、巻取り手段4の左側の第1の巻取りボビン11aでの巻取り中に破断が生じた例である。次の図2(A)〜(E)は、巻取り手段4の右側の第2の巻取りボビン11bでの巻取り中に破断が生じた例を説明する図である。図2(A)は、第2の巻取りボビンによる定常状態における巻取り状態を示す図、図2(B)は線条体が破断して副引取手段で線条体を引取っている状態を示す図、図2(C)は線掛け移動手段で線条体を巻取り手段に案内した状態を示す図、図2(D)は線条体を第1の巻取りボビンに係止させる状態を示す図、図2(E)は線掛けを終了し第1の巻取りボビンで巻取りを開始する状態を示す図である。図中の符号に図1(A)〜(E)で用いたのと同じ符号を用いることにより、同じ構成についての説明は省略する。
図2(A)は、巻取り手段4の右側の第2の巻取りボビン11bで線条体Fを巻き取っているときに、移動ダンサーローラ10bと巻取りガイドローラ12との間のH点で破断が生じたものとする。このときの線条体Fの破断検知は、図1(A)で説明したのと同様に、張力調整手段3を制御している張力検出器21で検出され、このときの検出信号を用いて、副引取手段5の挟みローラ15a,15bを回転させ、切断されて開放状態にある線条体Fの自由端、又は途中部分を回転中の挟みローラ15a,15bで受け止めて挟み込んで引取る。
図2(B)に示すように、破断された線条体Fを副引取手段5で引取ることにより、主引取手段2において光ファイバ線引き機構から供給される線条体の移送を中断することなく継続して引取る。副引取手段5で破断された線条体Fを引取っている間に、張力調整手段3の移動ダンサーローラ10a,10bが固定ダンサーローラ9の下方に移動すると共にパスラインから外れた奥まった位置に移動される。また、巻取り手段4においては、巻取りガイドローラ12が左方向に移動する。
次いで、図2(C)に示すように、主引取手段2と副引取手段5との間に掛け渡されている線条体Fを、線掛け移動手段6を駆動して巻取り手段4側に案内する。線条体Fは、線掛け移動手段6の線掛けローラ17に引っ掛けられて、移動ロッド18により巻取り手段4を横切るようにして引出される。この線条体Fの引出しに際して、線条体Fが所定の引張り張力になるように副引取手段5の引取る力が制御される。
線掛けローラ17で引出された線条体Fは、線掛けローラ17の上側のパスラインP1と下側のパスラインP2を通る。上側のパスラインP1を通る線条体Fは、先ず、点線で示すように固定ダンサーローラ9の下面を横切って移動される。この後、固定ダンサーローラ9の下方の奥まった位置に退避していた移動ダンサーローラ10a,10bが手前側に移動し、点線で示す線条体Fの下方に配置される。
次いで、移動ダンサーローラ10a,10bは上方に移動して、線条体Fを固定ダンサーローラ9上方に引き上げ、ローラ間に蓄線状態が生じるようにする。このとき、巻取り手段4において、パスラインP2は巻取りガイドローラ12によって引張り状態が維持されていて、パスラインP1の上方の奥まった位置に待機している変位ローラ13が手前側に移動する。また、奥まった位置に退避しているガイドローラ14を手前側に移動する。
次いで、図2(D)に示すように、左側の第1の巻取りボビン11aを時計回りに回転駆動する。そして、手前側に移動している変位ローラ13を下方に移動させ、パスラインP1側の線条体Fを下方に変位させて、手前側に移動しているガイドローラ14により左側の第1の巻取りボビン11bに線条体Fが係止するようにする。線条体Fが、第1の巻取りボビン11aの係止部に接して係止されることにより、係止部近傍から先の線条体(点線で示す部分)が切断され切り離される。切断された点線部分の線条体は、副引取手段5で引取って排除され、この後、副引取手段5の駆動が停止される。なお、この動作時に、パスラインP1とP2とが交叉する状態となるので、後述する図3で示すような構成が用いられる。
この後、図2(E)に示すように、左側の第1の巻取りボビン11aによる新たな巻取りが開始され、線掛け移動手段6は、線条体Fから離れるべく主引取手段2の方向に移動され、元のホームポジションに戻される。このとき、巻取りガイドローラ12も定常のガイド位置に戻り、第1の巻取りボビン11aに対する線条体Fの巻取りを案内する。また、変位ローラ13及びガイドローラ14は、奥まった上方の退避位置に戻り、次の新たな巻取りに備える。また、右側の途中まで線条体が巻取られた第2の巻取りボビン11bは、空のボビンと交換し、次の新たな巻取りに備える。
図3は、線掛け移動手段6を上方から見た概略図である。線掛け移動手段6は、例えば、巻取り装置のラインに沿って配設されたレール19により案内されて移動するように構成される。また、線掛け移動手段6の線掛けローラ17により引っ掛けられる線条体Fは、上下位置に往復する2つのパスラインP1とP2を生じる。このパスラインP1とP2の前後方向の位置が重なっていると、例えば、図2(D)のように、第1の巻取りボビン11aに線条体Fを係止させる際に、上下のパスラインP1とP2とを交叉させる動作が必要となるが、この動作に支障をきたす。これを、回避するためには、例えば、線掛けローラ17を上下方向に傾斜させて、パスラインP1とP2の前後方向の位置をずらすようにすればよい。
図4は、本発明の他の実施形態を示す図である。この実施形態は、図1(A)〜(E)又は図2(A)〜(E)に、さらに吸引手段20を主引取手段2、副引取手段5、吸引手段20の順になるように配設した例である。吸引手段20を配設することにより、線条体Fが破断した場合に、その破断された側のフリー状態になっている線条体の端部を副引取手段5側に効果的に引込むことができ、副引取手段5での引取開始を確実にすることができる。また、副引取手段5で引取られた後の線条体を吸引処理し、線条体が絡まって引取ができなくなるのを防止することができる。
本発明によれば、線条体を巻取っている間、線条体が断線したときに線掛けするまでの時間を短縮できるので、線条体の巻取り効率を高めることができる。特に光ファイバ母材から線引された光ファイバを巻取る場合は、巻取り途中で断線すると、一旦線引を停止して再度線掛けし、徐々に線速(引取速度)を上げて定常線速とするまでには数時間要する場合もある。しかも線速上昇中に巻取られた光ファイバは良品とはならず、大量の光ファイバが廃棄処分となる。しかし、上述した本発明の線掛けによれば、光ファイバを線引する場合であっても、断線後の線掛けは数分で済み、生産効率を向上させ、無駄になる光ファイバを減少させることができる。
1…光ファイバ線引き機構、1a…光ファイバ母材、1b…加熱炉、1c…冷却装置、1d…樹脂塗布装置、1e…樹脂硬化装置、1f…ガイドローラ、2…主引取手段、3…張力調整手段、4…巻取り手段、5…副引取手段、6…線掛け移動手段、7…キャプスタン装置、7a…キャプスタンベルト、7b…キャプスタンホイール、8…ガイドローラ、9…固定ダンサーローラ、10a,10b…移動ダンサーローラ、11a…第1の巻取りボビン、11b…第2の巻取りボビン、12…巻取りガイドローラ、13…変位ローラ、14…ガイドローラ、15a,15b…挟みローラ、16…ガイドローラ、17…線掛けローラ、18…移動ロッド、19…レール、20…吸引手段、21…張力検出器、22…カッター。
Claims (7)
- 主引取手段で引取られた線条体を副引取手段で引取り、次いで前記主引取手段と前記副引取手段との間に掛けられた線条体を、線掛け移動手段に引っ掛けて巻取り手段まで移動案内して線掛けすることを特徴とする線条体の線掛け方法。
- 前記線掛け移動手段が移動する間、前記副引取手段の引取り力を調整することを特徴とする請求項1に記載の線条体の線掛け方法。
- 前記線掛け移動手段と前記副引取手段との間で移動される線条体の引張り張力を、0.1N〜10Nとすることを特徴とする請求項1又は2に記載の線条体の線掛け方法。
- 主引取手段で引取られた線条体を、吸引手段により吸引して前記副引取手段で引取ることを特徴とする請求項1に記載の線条体の線掛け方法。
- 主引取手段で引取られた線条体を引取る副引取手段と、前記主引取手段と前記副引取手段との間の線条体を引っ掛けて巻取り手段まで移動案内して線掛けする線掛け移動手段とを備えたことを特徴とする線条体の線掛け装置。
- 線条体を吸引する吸引手段を前記主引取手段、前記副引取手段、前記吸引手段の順に配置したことを特徴とする請求項5に記載の線条体の線掛け装置。
- 光ファイバ母材を加熱して線引した光ファイバを主引取手段で引取り、前記主引取手段で引取られた光ファイバを副引取手段で引取り、次いで前記主引取手段と前記副引取手段との間に掛けられた光ファイバを、線掛け移動手段に引っ掛けて巻取り手段まで移動案内して線掛けすることを特徴とする光ファイバの製造方法。
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