JP2011170089A - Szスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び方法 - Google Patents

Szスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】SZスロットの溝から光ファイバ心線が外れていることを検出し易くしたSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置を提供する。
【解決手段】製造装置は、複数枚の光ファイバテープ心線2をSZスロット4の溝に挿入する挿入治具13と、挿入治具13により複数枚の光ファイバテープ心線2が挿入されたSZスロット4に粗巻き紐を巻き付ける粗巻き紐巻付け装置14と、粗巻き紐巻付け装置14により粗巻き紐が巻き付けられたSZスロット4aに外力を付与する外力付与手段18とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、SZ状に形成された溝に複数心の光ファイバ心線を収容したSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法に関する。
従来、円柱状の部材に交互に反転するらせん状の溝を形成し、その中に複数心の光ファイバ心線を収容したSZスロット型光ファイバケーブルが知られている。
図5は、従来のSZスロット型光ファイバケーブルを示す図で、図中、1はSZスロット型光ファイバケーブルを示す。このSZスロット型光ファイバケーブル(以下、単に光ファイバケーブルという)1は、鋼線,鋼撚線等からなるテンションメンバ3が中心部に埋設され、外面側にSZ状に形成された複数条の溝を有する樹脂製のロッドからなるSZスロット4を用いて形成される。
SZスロット4の溝には、複数枚の光ファイバテープ心線2を収容し、SZスロット4の外周に粗巻き紐5、上巻きテープ6を巻き付けて光ファイバテープ心線2を覆っている。そして、上巻きテープ6の外側を、押出し成形で形成されるケーブル外被7で被覆した形状のものが一般的である(例えば、特許文献1を参照)。
光ファイバケーブル1は、図6の断面A,B,Cに示すように、SZスロット4の長手方向に沿って、光ファイバテープ心線2を収容する溝を一定間隔で反転させた構造となっており、これにより、光ファイバケーブルを切断せずとも中間部分で外被を除去しただけで、所望の光ファイバ心線のみを簡単に取り出すことができるようになっている。
特開2007−212523号公報
図7は、従来のSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置を説明するための図である。図中、10はSZスロット4の供給リール、11はブレーキ装置、12は光ファイバテープ心線2の供給リール、13はダイス等の挿入治具、14は粗巻き紐巻付け装置、15は上巻きテープ巻付け装置、16は引き取り装置、17は巻取りリールを示す。光ファイバテープ心線2及びSZスロット4は、それぞれ供給リール10,12に巻き付けられた状態で準備される。
SZスロット4は、供給リール10からブレーキ装置11を経て挿入治具13へ供給される。一方、光ファイバテープ心線2は、供給リール12から挿入治具13へ供給される。そして、光ファイバテープ心線2は、挿入治具13により押さえられながらSZスロット4の溝に挿入され、粗巻き紐巻付け装置14によりナイロン製ヤーンなどの粗巻き紐が巻き付けられる。これにより、光ファイバテープ心線2のSZスロット4の溝からの脱落(飛び出し)を防止している。
上記の粗巻き紐が巻き付けられたSZスロット4aに対して、上巻きテープ巻付け装置15により上巻きテープが巻き付けられた後に、引き取り装置16により引き取られ、巻取りリール17に巻き付けられる。そして、巻取りリール17に巻き付けられたSZスロット4bは別途、ケーブル外被7を被せられて光ファイバケーブル1とされる。
図8は、図7に示した挿入治具付近の構成を示す図である。光ファイバテープ心線2は、挿入治具13によってSZスロット4に押えられて挿入される。挿入治具13は、例えば、リング状の部材であり、その開口径は、挿入治具13とSZスロット4との隙間に光ファイバテープ心線2が入り込まない程度に、SZスロット4の直径よりも少しだけ大きくなっている。このため、光ファイバテープ心線2をSZスロット4の溝に適切に挿入させることができる。また、粗巻き紐巻付け装置14は、図示しない供給リールから粗巻き紐5を供給し、光ファイバテープ心線2を挿入した直後のSZスロット4に対して巻付け用治具14aにより粗巻き紐5を巻き付ける。
上記の集合工程においては、光ファイバテープ心線2をSZスロット4の溝内に無理なくスムーズに収納することが重要である。このための挿入治具13は、例えば、図8,9に示すような集合ダイスが使用されるが、常にSZスロット4及び光ファイバテープ心線2に接しながら使用されるため、治具自体が磨耗してしまう。磨耗した挿入治具はその開口径が大きくなり、挿入治具13とSZスロット4との隙間が拡大する。すなわち、挿入治具13が磨耗していない正常な状態では、図9(A)に示すように、隙間g1は僅かであり、光ファイバテープ心線2がSZスロット4の溝から外れることはない。しかし、挿入治具13の磨耗が進んだ状態では、図9(B)に示すように、隙間g2(>隙間g1)に広がり、光ファイバテープ心線2がSZスロット4の溝から外れてしまう。
そして、光ファイバテープ心線2がSZスロット4の溝から外れた状態で、粗巻き紐5が巻かれると、図10に示すように、光ファイバテープ心線2が溝外れの状態のまま保持されてしまう。これ以外にも、SZスロット4の形状不良や、粗巻き紐5の張力不足等でも、光ファイバテープ心線2の溝外れが発生する場合がある。
上記において、近年の光ファイバテープ心線は高性能化が進み、溝外れにより付与される曲げ程度では伝送特性が悪化せず、OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)などによる検査で溝外れを検出できないことがある。また、光ファイバテープ心線がSZスロットの溝から外れた状態でケーブル外被により被覆されてしまうと、外観の目視検査等で溝外れを発見することも困難となる。そして、このような場合、溝外れの発生に気付かずに光ファイバケーブルが製品出荷されてしまい、その光ファイバケーブルが布設され、長時間経過した後に、溝外れに起因して伝送特性が悪化するという問題がある。
また、近年では画像処理技術が向上しており、画像により光ファイバテープ心線の溝外れを検出する方法も考えられる。しかし、光ファイバテープ心線は4心の場合で幅1.1mm×厚さ0.3mm程度の小さな部材であり、SZスロットは品種により溝の数や、反転する周期、溝の形状等が異なる。このため光ファイバテープ心線がSZスロットの溝から外れたことを検出するために、高度な画像処理技術を用いたとしても、困難と考えられる。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、SZスロットの溝から光ファイバ心線が外れていることを検出し易くしたSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法を提供すること、を目的とする。
本発明によるSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置は、SZ状に形成された溝に複数心の光ファイバ心線を収容したSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置であって、複数心の光ファイバ心線をSZスロットの溝に挿入する挿入手段と、挿入手段により複数心の光ファイバ心線が挿入されたSZスロットに粗巻き紐を巻き付ける巻付け手段と、巻付け手段により粗巻き紐が巻き付けられたSZスロットに外力を付与する外力付与手段とを備えている。
また、外力付与手段に、ローラを用いることができ、該ローラは、一対のローラを1組とした複数組のローラ対であり、複数組のローラ対それぞれが、粗巻き紐が巻き付けられたSZスロットを異なる方向から挟むように配置するのが好ましい。
また、外力付与手段に、ベルトを用いることができ、該ベルトは、一対のベルトを1組とした複数組のベルト対であり、複数組のベルト対それぞれが、粗巻き紐が巻き付けられたSZスロットを異なる方向から挟むように配置するのが好ましい。
また、外力付与手段として、円筒形状のコイルバネを用い、粗巻き紐が巻き付けられたSZスロットを、コイルバネ内に挿通させるようにしてもよい。
本発明によるSZスロット型光ファイバケーブルの製造方法は、SZ状に形成された溝に複数心の光ファイバ心線を収容したSZスロット型光ファイバケーブルの製造方法であって、複数心の光ファイバ心線をSZスロットの溝に挿入する挿入ステップと、挿入ステップにて複数心の光ファイバ心線が挿入されたSZスロットに粗巻き紐を巻き付ける巻付けステップと、巻付けステップにて粗巻き紐が巻き付けられたSZスロットに外力を付与する外力付与ステップとを備えている。
本発明によれば、粗巻き紐の巻かれたSZスロットの周囲に外力を付与することにより、意図的に光ファイバ心線の伝送特性を悪化させることができるため、SZスロットの溝から光ファイバ心線が外れていることをOTDR等により容易に検出することができる。
本発明によるSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法の構成例を示す図である。 図1に示したローラによりSZスロットに外力を付与した場合における溝外れの光ファイバテープ心線の状態を示す図である。 本発明によるSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法の他の構成例を示す図である。 本発明による外力付与手段のその他の構成例を示す図である。 従来のSZスロット型光ファイバケーブルを示す図である。 光ファイバケーブルが備えるSZスロットの長手方向に沿って、光ファイバテープ心線を収容する溝を一定間隔で反転させた断面構造を示す図である。 従来のSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置を説明するための図である。 図7に示した挿入治具付近の構成を示す図である。 正常な挿入治具と磨耗した挿入治具とを比較した図である。 光ファイバテープ心線がSZスロットの溝から外れ、粗巻き紐が巻かれた状態を示す図である。
以下、図1〜4を参照しながら、本発明のSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法の好適な実施の形態について説明する。なお、図5〜10で説明した部分と同じ機能を備えた部分には同じ符号を用い、繰り返しの説明を省略するものとする。
図1は、本発明によるSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法の構成例を示す図である。図中、18は外力付与手段の一例であるローラを示す。本例に示す製造装置は、光ファイバケーブルの集合工程を実施するためのもので、外力付与手段18を備える点以外、前述の図7に示した製造装置と同じ構成とするが、供給リール10,12、ブレーキ装置11、上巻きテープ巻付け装置15、及び引き取り装置16の記載は省略するものとする。また、挿入治具13は本発明の挿入手段に相当し、粗巻き紐巻付け装置14は本発明の巻付け手段に相当する。
本発明の主たる特徴部分は、粗巻き紐の巻かれたSZスロットの周囲に外力を付与することにより、SZスロットの溝から外れた状態の光ファイバ心線に対して、意図的に伝送特性を悪化させ、SZスロットの溝から光ファイバ心線が外れていることを検出し易くすることにある。このための構成として、製造装置は、複数枚の光ファイバテープ心線2をSZスロット4の溝に挿入する挿入治具13と、挿入治具13により複数枚の光ファイバテープ心線2が挿入されたSZスロット4に粗巻き紐を巻き付ける粗巻き紐巻付け装置14と、粗巻き紐巻付け装置14により粗巻き紐が巻き付けられたSZスロット4aに外力を付与する外力付与手段18とを備える。
上記例では、複数枚の光ファイバテープ心線2を例示しているが、単心の光ファイバ心線を複数心収容する構成であってもよい。また、SZスロット4aは、前述したように、SZスロット4の溝に光ファイバテープ心線2が挿入され、粗巻き紐が巻き付けられた状態を示しており、SZスロット4と区別して説明する。
外力付与手段18の一例であるローラによりSZスロット4aに外力を付与することができる。この際、1つのローラあるいは一対のローラでもSZスロット4aに外力を付与することは可能であるが、外力を付与できる部分が局所的となることから、溝外れとなっている光ファイバテープ心線2にうまく曲げを加えることができない場合がある。このため、SZスロット4aの周囲全体に渡ってまんべんなく外力を付与できることが望ましい。
例えば、図1に示すように、外力付与手段18を、一対のローラを1組とした複数組のローラ対で構成するとよい。これら複数組のローラ対のそれぞれが、SZスロット4aを異なる方向から挟むように配置されている。本例では、ローラ対が上下方向、左右方向にそれぞれ配置されているため、SZスロット4aの上下左右の各方向からまんべんなく外力を付与することができる。なお、上下方向、左右方向にさらに斜め方向を加えた3つ以上の方向にローラ対を配置すると、SZスロット4aに対してより広い範囲に外力を付与できるため、より望ましい。
これにより、SZスロット4aの周囲に外力を付与し、意図的に光ファイバテープ心線2の伝送特性を悪化させることができるため、光ファイバテープ心線2の溝外れを容易に検出することが可能となる。
ここで、上記の理由について説明する。SZスロット4aにおいて溝外れが発生している場合、前述の図10に示したような状態となる。このような状態のSZスロット4aに図1に示したローラにより外力Fを付与すると、溝外れになっている光ファイバテープ心線2に曲げが加わり、図2に示すような状態となる。すなわち、溝外れの光ファイバテープ心線2は、SZスロット4のエッジ部分と外力Fにより変形、破損するため、光ファイバ心線の伝送特性が悪化する。そして、この状態のまま、上巻きテープが巻き付けられて、巻取りリール17に巻き取られる。
上記の集合工程で溝外れを起こしている光ファイバ心線は外力により伝送特性が悪化しているため、一般的なOTDR等により容易に溝外れを検出することができる。このOTDRは、図1に示す集合工程の最後に実施することができる。すなわち、SZスロット4aに上巻きテープを巻き付けて巻取りリール17に巻かれた状態の線材にOTDRを実施して、溝外れを検出する。このOTDRは、光ファイバ心線にパルス光を入射し、そのパルス光により入射端に戻ってくる微弱な反射光を時間領域で測定することにより、光ファイバ心線の接続損失や反射減衰量などを測定するものである。なお、溝外れが検出されなかった線材はケーブル外被で被覆され、光ファイバケーブルとされる。
また、ローラにより外力を加え過ぎると、SZスロット自体が変形してしまい、光ファイバ心線の溝外れがない良品のケーブルに対しても、伝送特性を悪化させてしまう恐れがある。このため、SZスロット4の形状が変形しない程度の外力を付与することが望ましい。実際にはSZスロット4の材質や構造などに応じて付与できる外力の値も異なるが、一般的に数十N〜数百N程度の押圧力に設定すればよいと考えられる。
また、ローラを配置する位置は、粗巻き紐巻付け装置14の後段であって、ケーブル外被で被覆する前であればよい。すなわち、SZスロット4aに対して上巻きテープを巻き付けた状態の線材(図7に示したSZスロット4b)にローラで外力を付与してもよい。このように、粗巻き紐が巻かれたSZスロット4aあるいはSZスロット4aに上巻きテープが巻かれたSZスロット4bのいずれかにローラで外力を付与することで、意図的に伝送特性を悪化させることができる。しかし、上巻きテープのないSZスロット4aのほうがより強い外力を加えることができるため、粗巻き紐を巻き付けたほうがより好ましいものと考えられる。
図3は、本発明によるSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法の他の構成例を示す図である。外力付与手段18をローラの代わりにベルトで構成してもよい。より望ましくは、一対のベルトを1組とした複数組のベルト対で構成する。図3に示すように、これら複数組のベルト対それぞれが、SZスロット4aを異なる方向から挟むように配置される。本例では、ベルト対が上下方向、左右方向にそれぞれ配置されているため、SZスロット4aの上下左右の各方向からまんべんなく外力を付与することができる。なお、上下方向、左右方向にさらに斜め方向を加えた3つ以上の方向にベルト対を配置すると、SZスロット4aに対してより広い範囲に外力を付与できるため、より望ましい。
これにより、図1のローラと同様に、SZスロット4aの周囲に外力を付与し、意図的に光ファイバテープ心線2の伝送特性を悪化させることができるため、光ファイバテープ心線2の溝外れを容易に検出することが可能となる。
図4は、本発明による外力付与手段のその他の構成例を示す図である。外力付与手段18は、円筒形状のコイルバネであり、粗巻き紐が巻き付けられたSZスロット4aは、コイルバネ内に挿通される。このコイルバネの内径は、SZスロット4aの外径よりも少し大きくなっている。SZスロット4aは図の矢印の方向に向かって進行し、コイルバネの入口18aから入り、出口18bから抜けていく。SZスロット4aはコイルバネの締め付け力により溝外れを起こしている光ファイバテープ心線2が押し潰されるため、図1のローラ,図3のベルトと同様に、意図的に光ファイバテープ心線2の伝送特性を悪化させることができる。
ここで、SZスロット4aのコイルバネ内への挿通をスムーズにするために、コイルバネの表面にテフロン(登録商標)加工を施したり、あるいは、コイルバネの入口18aの径を出口18bの径よりも広くし、バネの内径が入口18aから出口18bに向けて徐々に小さくなるようにテーパ状に形成してもよい。
1…SZスロット型光ファイバケーブル(光ファイバケーブル)、2…光ファイバテープ心線、3…テンションメンバ、4,4a,4b…SZスロット、5…粗巻き紐、6…上巻きテープ、7…ケーブル外被、10,12…供給リール、11…ブレーキ装置、13…挿入治具、14…粗巻き紐巻付け装置、15…上巻きテープ巻付け装置、16…引き取り装置、17…巻取りリール、18…外力付与手段。

Claims (7)

  1. SZ状に形成された溝に複数心の光ファイバ心線を収容したSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置であって、
    前記複数心の光ファイバ心線をSZスロットの溝に挿入する挿入手段と、該挿入手段により前記複数心の光ファイバ心線が挿入された前記SZスロットに粗巻き紐を巻き付ける巻付け手段と、該巻付け手段により前記粗巻き紐が巻き付けられた前記SZスロットに外力を付与する外力付与手段とを備えたことを特徴とするSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置。
  2. 前記外力付与手段は、ローラであることを特徴とする請求項1に記載のSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置。
  3. 前記外力付与手段は、一対のローラを1組とした複数組のローラ対であり、該複数組のローラ対それぞれが、前記粗巻き紐が巻き付けられた前記SZスロットを異なる方向から挟むように配置されていることを特徴とする請求項2に記載のSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置。
  4. 前記外力付与手段は、ベルトであることを特徴とする請求項1に記載のSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置。
  5. 前記外力付与手段は、一対のベルトを1組とした複数組のベルト対であり、該複数組のベルト対それぞれが、前記粗巻き紐が巻き付けられた前記SZスロットを異なる方向から挟むように配置されていることを特徴とする請求項4に記載のSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置。
  6. 前記外力付与手段は、円筒形状のコイルバネであり、前記粗巻き紐が巻き付けられた前記SZスロットは、前記コイルバネ内に挿通されることを特徴とする請求項1に記載のSZスロット型光ファイバケーブルの製造装置。
  7. SZ状に形成された溝に複数心の光ファイバ心線を収容したSZスロット型光ファイバケーブルの製造方法であって、
    前記複数心の光ファイバ心線をSZスロットの溝に挿入する挿入ステップと、該挿入ステップにて前記複数心の光ファイバ心線が挿入された前記SZスロットに粗巻き紐を巻き付ける巻付けステップと、該巻付けステップにて前記粗巻き紐が巻き付けられた前記SZスロットに外力を付与する外力付与ステップとを備えたことを特徴とするSZスロット型光ファイバケーブルの製造方法。
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