JP2011255998A - 線条体の巻取り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】線条体を巻き取るボビンの切り替え時における線条体の損傷を確実に防止することができる線条体の巻取り方法を提供する。
【解決手段】第１のボビン２ａと第２のボビン２ｂとの間に配した駆動ローラ７と押さえローラ６ａとによって第１のボビン２ａで巻取る線条体１の巻取り終了部分を挟持して引取ることにより、第１のボビン２ａで線条体１の巻取りを終了した後、線条体１の走行を中断することなく引き続き第２のボビン２ｂで線条体１を巻取る方法であって、線条体１の線速Ｘから求めた目標回転数に対して、駆動ローラ７の回転数のずれが、Ｙ＝２５０００×Ｘ^{−１．３４}（％）で求められるずれ量Ｙ以下となってから線条体１の巻取り終了部分を駆動ローラ７と押さえローラ６ａとによって挟持させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、光ファイバ、電線等の線条体の巻取りに関し、特に線条体の巻取りを切り替える際の切断部分を処理する線条体の巻取り方法に関するものである。

従来、光ファイバ、電線等の線条体の製造で、連続的に高速で送られてくるこれらの線条体を巻取りボビンで巻取る場合、所定量の巻取りを終えて満巻きされた巻取りボビン（第１のボビンとする）から新しく巻取りを開始する空の巻取りボビン（第２のボビンとする）に、線条体の走行を中断することなく切り替えることが行なわれている。

このような巻取り装置としては、第１のボビンと第２のボビンとの間に配した引取り手段によって第１のボビンで巻取る線条体の終了部分を引取り、続いて、満巻きされた第１のボビン又はその近傍に設けられた係止爪に線条体を係止して切断することにより、第１のボビンの線条体の巻き終端が振れ回って第１のボビンに巻き取られた線条体を損傷させるような不具合を防止し、また、引取り手段によって引取られる線条体を吸引ノズルで吸引し、引取られる線条体が第１のボビンに巻き取られた線条体に接触して損傷させるような不具合を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２１９８５５号公報

上記構成の巻取り装置において、引取り手段は、第１のボビンと第２のボビンとの間に設けられた駆動ローラと押さえ部材とを有し、押さえ部材を駆動ローラ側に変位させ、駆動ローラの表面に線条体を押し付け、ローラ表面の摩擦力で線条体を引取っている。引取り手段によって線条体を引取る際に、引取り手段の駆動ローラの回転速度が線条体の線速に対して大きくずれていると、押さえ部材によって駆動ローラの表面に線条体を押し付けた際に、線条体に大きな張力が加わり、線条体が損傷して断線するおそれがあった。

本発明の目的は、線条体を巻き取るボビンの切り替え時における線条体の損傷を確実に防止することができる線条体の巻取り方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明の線条体の巻取り方法は、第１のボビンと第２のボビンとの間に配した第１のローラと第２のローラとによって前記第１のボビンで巻取る線条体の巻取り終了部分を挟持して引取ることにより、第１のボビンで線条体の巻取りを終了した後、線条体の走行を中断することなく引き続き前記第２のボビンで線条体を巻取る方法であって、
前記線条体の線速Ｘから求めた目標回転数に対して、前記第１のローラの回転数のずれが、Ｙ＝２５０００×Ｘ^{−１．３４}（％）で求められるずれ量Ｙ以下となってから前記線条体の巻取り終了部分を前記第１のローラと前記第２のローラとによって挟持させることを特徴とする。

本発明の線条体の巻取り方法において、前記第１のローラの周速に対する前記第２のローラの周速のずれが±１．０％以内となってから前記線条体の巻取り終了部分を前記第１のローラと前記第２のローラとによって挟持させることが好ましい。

本発明によれば、線条体の線速Ｘから求めた目標回転数に対して、第１のローラの回転数のずれをＹ＝２５０００×Ｘ^{−１．３４}（％）で求められるずれ量Ｙ以下とすることにより、第１のローラの周速と線条体の線速Ｘとがほぼ同速とされ、よって、第１のローラを線条体に接触させても、第１のローラの接触による線条体への張力の負荷がほぼなくされる。これにより、線条体の線速Ｘから求めた目標回転数に対する第１のローラの回転数のずれによる線条体の損傷を防止することができる。

本発明に係る実施形態の例を示す図であって、第１のボビンでの巻取り中の状態を示す図である。 第１のボビンから第２のボビン側に巻取りを切り替えるべく、ガイドローラを第２のボビン側に移動させた状態を示す図である。 線条体の引取り状態を示す図である。 第１のボビン側の線条体を切断し、第２のボビン側の巻取りを準備する状態を示す図である。 第２のボビンによる巻取りが開始される状態を示す図である。 線条体の線速から求めた目標回転数に対する駆動ローラのずれ量を変化させて線条体を引取らせた際の失敗率を示したグラフである。 各線速と各線速に対する許容ずれ量との関係を示したグラフである。

以下、本発明に係る線条体の巻取り方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
なお、本発明の説明に際して、図の左側に示す巻取りユニットに配されたボビンを第１のボビン２ａとし、右側に示す巻取りユニットに配されたボビンを第２のボビン２ｂと仮定して説明するが、第１，第２の称呼は、構成を明確にするために付するものであり、左右の巻取りユニットを入れ替えて使用してもよいものである。また、第１のボビン２ａ側のユニットに関連する構成には（ａ）の符号を付け、第２のボビン２ｂ側のユニットに関連する構成には（ｂ）の符号を付けて説明する。

本実施形態の線条体の巻取り方法は、光ファイバ、細径の電線またはケーブル等の線条体１を、第１のボビン２ａと第２のボビン２ｂとを交互に切り替えて、線条体１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ものである。本実施形態の巻取り装置は、引取り手段、係止手段、切断手段、吸引手段を備えている。

引取り手段としては、例えば、図１に示すように、第１のボビン２ａと第２のボビン２ｂとの間に、駆動ローラ７（第１のローラ）と、押さえローラ（第２のローラ）６ａ，６ｂとからなる構成のものを用いることができる。この引取り手段は、ローラ表面の摩擦力により線条体１を引取るものであり、押さえローラ６ａ又は６ｂを駆動ローラ７側に変位させ、駆動ローラ７の表面に線条体１を押し付け、ローラ表面の摩擦力で線条体１を何れかの方向に引取る。

駆動ローラ７は、駆動モータ（図示省略）によって回転される駆動軸に固定されており、駆動モータによって回転される駆動軸とともに回転される。押さえローラ６ａ又は６ｂは、それぞれベアリングを介して押さえローラ自身の軸と固定されており、押さえローラ自身の軸と駆動モータ（図示省略）によって回転される駆動軸とはベルトを介して固定され、駆動モータによって回転される駆動軸の回転に伴い、ベルトとベアリングの摩擦力によって押さえローラ６ａ又は６ｂは回転される。なお、この押さえローラ６ａ又は６ｂは、ベアリングを介して固定されていることより、押さえローラ自身の軸に対して回転可能である。

これらの駆動ローラ７及び押さえローラ６ａ又は６ｂの回転数は、それぞれの駆動モータからフィードバックされる信号に基づいて検出可能である。なお、これらの駆動ローラ７及び押さえローラ６ａ又は６ｂに、それぞれエンコーダを設け、このエンコーダからの信号に基づいて駆動ローラ７及び押さえローラ６ａ又は６ｂの回転数を検出しても良い。また、それぞれの円周と回転数とによって駆動ローラ７及び押さえローラ６ａ又は６ｂの周速も検出が可能である。

係止手段としては、第１及び第２のボビン２ａ，２ｂに対して、線条体１の巻始端又は巻終端を係止して、巻取りの開始及び終了が実行できる構成であればよい。例えば、この係止手段は、第１及び第２のボビン２ａ，２ｂの少なくとも一方の側に取り外し可能に爪ホイール５ａ，５ｂを取り付け、ボビンと一緒に回転する構成を用いることができる。爪ホイール５ａ，５ｂには、線条体１を掴んで係止することが可能な係止爪１０ａ，１０ｂを設け、ボビンの回転で線条体１を引っ掛けて止めるようにする。

線条体１の切断手段としては、図ではカッター９ａ，９ｂとして簡略に示したが各種形状のものを用いることができる。この切断手段は、線条体１の巻始端又は巻終端を係止手段に係止させることに連動して、切断操作が実行される。また、切断された端末線の長さができるだけ短くなるように、線条体１の巻始端又は巻終端の近傍を切断するように配置されるのが望ましい。

吸引手段は、引取り手段によって引取られた線条体１を収納する吸引ノズル８ａ，８ｂからなるものである。吸引手段により、例えば、引取られた線条体１が設備の周辺に散らかったり絡み付いたりすることがなく、廃棄処理のための手間が少なくて済む。

さらに、本発明では、引取り手段及び吸引手段を制御する制御部１１を備えている。この制御部１１には、駆動ローラ７及び押さえローラ６ａ又は６ｂを回転させる駆動モータからのフィードバックの信号からなる回転数の信号、あるいは駆動ローラ７及び押さえローラ６ａ又は６ｂに設けられたエンコーダからの信号からなる回転数の信号が送信される。そして、制御部１１は、送信される回転数の信号から駆動ローラ７及び押さえローラ６ａ又は６ｂの周速を求め、この周速に基づいて、巻取り動作の制御を行う。

次に、本発明の制御部１１による線条体１の巻取り方法について、巻取りを終了した第１のボビン２ａから、空の第２のボビン２ｂに巻取りを切り替える例を説明する。図１は、第１のボビン２ａでの巻取り中の状態を示す図であり、第１のボビン２ａは時計方向に回転し、線条体１を案内するガイドローラ３は、第１のボビン２ａと第２のボビン２ｂの間にある。線条体１は、第１のボビン２ａとガイドローラ３とを相対的にトラバースさせて巻取られるが、図では、ガイドローラ３側をトラバースさせずに、第１のボビン２ａ側を軸方向にトラバースさせる例で示してある。この例は、線条体１の振れが少なく高速で巻取る場合に適するとされている。なお、第１のボビン２ａ側を移動させずに、ガイドローラ３側をトラバースさせる構成であってもよい。

図２は、第１のボビン２ａ上の線条体１が満巻され、又は巻取りが終了とされ、第２のボビン２ｂ側に巻取りを切り替えるべく、ガイドローラ３を空の第２のボビン２ｂ側に移動させた状態を示している。ガイドローラ３を第２のボビン２ｂ側に移動することにより、線条体１のパスラインは、駆動ローラ７の表面付近を通り、第２のボビン２ｂの胴部に近接又は接する位置に変わる。

この段階で駆動ローラ７を反時計方向に回転させるとともに、押さえローラ６ａを時計方向に回転させ、また、第２のボビン２ｂを反時計方向に回転させる。このとき、駆動ローラ７及び押さえローラ６ａは、線条体１の線速Ｘから求めた目標回転数となるように回転させる。しかし、未だ、押さえローラ６ａ，６ｂは駆動ローラ７から離れた位置にあり、線条体１の引取り動作は開始されていない。したがって、線条体１のパスラインが変化しただけで、第１のボビン２ａによる巻取りが依然として続いている。

ところで、駆動ローラ７及び押さえローラ６ａ又は６ｂによって線条体１を挟持して引取る際に、駆動ローラ７の周速が線条体１の線速Ｘに対して大きくずれていると、押さえローラ６ａ又は６ｂによって駆動ローラ７の表面に線条体１を押し付けた際に、線条体１に大きな張力が加わり、線条体１が損傷して断線するおそれがある。

そのため、駆動ローラ７に左側の押さえローラ６ａを押し付けて線条体１を挟持させる前に、駆動ローラ７の回転数を監視し、線条体１の線速Ｘから求めた目標回転数に対して、駆動ローラ７の回転数のずれが、次式（１）で求められるずれ量Ｙ以下となっているかを判定する。

Ｙ＝２５０００×Ｘ^{−１．３４}（％） …（１）

図６は、線条体１の線速Ｘから求めた目標回転数に対する駆動ローラ７のずれ量を変化させて線条体１を引取らせた際に、線条体１が損傷して断線する割合である失敗率を求めてグラフ化したものである。なお、線条体１の線速Ｘは、１０００ｍ／分、１５００ｍ／分、２０００ｍ／分、２５００ｍ／分、３０００ｍ／分とした。

図６に示すように、各線速Ｘにおいて、線条体１の線速Ｘから求めた目標回転数に対する駆動ローラ７のずれ量を大きくすると、線条体１の失敗率が増加した。また、この失敗率は、線条体１の線速Ｘが速いほど小さなずれ量にて増加した。その結果、各線速Ｘにおいて、線条体１が損傷して断線することのない（失敗率が１％以内である）最大のずれ量である許容ずれ量を求めると、１０００ｍ／分では２．２５％、１５００ｍ／分では１．５％、２０００ｍ／分では１％、２５００ｍ／分では０．７５％、３０００ｍ／分では０．５％となる。

図７は、各線速Ｘと各線速Ｘに対する許容ずれ量との関係をグラフ化したものである。そして、この図７の各線速Ｘに対する許容ずれ量を通る関数曲線を求めたところ上式（１）が得られた。

さらに、駆動ローラ７に左側の押さえローラ６ａを押し付けて線条体１を挟持させる前に、押さえローラ６ａの回転数に基づく押さえローラ６ａの周速を監視し、駆動ローラ７の周速に対する押さえローラ６ａの周速のずれが、±１．０％以内となっているかを判定する。

ここで、駆動ローラ７の回転数に対する押さえローラ６ａの周速のずれによって線条体１が損傷して断線する割合である失敗率を調べた結果、ずれが±０．５％であると失敗率０％、ずれが±１．０％であると失敗率１％、ずれが±１．５％であると失敗率１０％であった。
この結果より、本実施形態では、失敗率を１％に抑えるように、駆動ローラ７の周速に対する押さえローラ６ａの周速のずれを±１．０％以内としている。

目標回転数に対して駆動ローラ７の回転数のずれがずれ量Ｙ以下となり、駆動ローラ７の周速に対する押さえローラ６ａの周速のずれが±１．０％以内となったら、図３に示すように、左側の押さえローラ６ａを駆動ローラ７側に変位させ、駆動ローラ７の表面に線条体１を押し付ける。この段階で引取り手段が動作し、ローラ表面の摩擦力で線条体１を左側方向に引取る。第１のボビン２ａが回転している場合、引取られた線条体１は、そのまま第１のボビン２ａで巻取られる。

このとき、線条体１の線速Ｘから求めた目標回転数に対して、駆動ローラ７の回転数のずれをＹ＝２５０００×Ｘ^{−１．３４}（％）で求められるずれ量Ｙ以下としているので、駆動ローラ７の周速と線条体１の線速とがほぼ同速となる。よって、駆動ローラ７を線条体１に接触させても、駆動ローラ７の接触による線条体１への張力の負荷がほぼなくされる。これにより、線条体１の線速Ｘから求めた目標回転数に対する駆動ローラ７の回転数のずれによる線条体１の損傷を防止することができる。

また、駆動ローラ７の周速に対する押さえローラ６ａの周速のずれを±１．０％以内としているので、駆動ローラ７と押さえローラ６ａとの周速が大きく違うことによる線条体１へのせん断応力や圧縮応力の付加をなくし、線条体１の損傷を極力抑えることができる。これにより、駆動ローラ７及び押さえローラ６ａによって、線条体１を損傷させることなく良好に引取ることができる。

なお、上記の駆動ローラ７及び押さえローラ６ａによって線条体１を引取る際に、引取られる線条体１の引取り速度が巻取り速度と一致していれば、図３の状態で、第１のボビン２ａの巻取りが継続される。しかし、引取り速度が線条体１の巻取り速度より速ければ、吸引ノズル８ａによる吸引手段により蓄線される。

図４は、第１のボビン２ａ側で線条体１を切断する状態を示している。線条体１が駆動ローラ７と押さえ部材６ａにより引取られると共に、第１のボビン２ａでの巻取りが継続されている状態で、駆動ローラ７と押さえ部材６ａは、線条体１の引取りを行ないながら矢印Ｅ方向に移動される。この駆動ローラ７と押さえ部材６ａの移動により、ガイドローラ３との間のパスラインが変化し、線条体１を第１のボビン２ａの爪ホイール５ａに接するようにすることができる。爪ホイール５ａを線条体１に接する状態とすることにより、爪ホイール５ａ上の係止爪１０ａで線条体１を掴むことが可能となる。なお、爪ホイール５ａ上の係止爪１０ａには、既に線条体１の巻始端を係止しているが、更に巻終端も係止可能に形成されていることが望ましい。係止爪を巻始端用と巻終端用で別々に設ける構成としてもよい。

その状態で、爪ホイール５ａ上の係止爪１０ａで線条体１を掴むと、第１のボビン２ａの回転により、線条体１は係止爪１０ａと共に移動して引っ張られ、カッター９ａに当たって切断される。切断された線条体１の端末線１ａは、係止爪１０ａで掴まれた部分からの長さが極めて短く、第１のボビン２ａの回りを振れ回るには至らず、また、これにより巻線体上を叩くこともない。したがって、回転状態で線条体１を切断しても、これによる線叩きは発生しない。そして、線条体１を切断した後に、第１のボビン２ａの回転を停止すべく電源をオフとすればよい。しかし、第１のボビン２ａの回転は、慣性によって電源オフから完全停止まで多少回転が継続されるので、線条体１が切断される少し前の状態で、電源オフとしてもよい。

線条体１が第１のボビン２ａ側で切断された後においても、線条体１は駆動ローラ７と押さえローラ６ａにより、継続して引取られる。なお、引取られた線条体１は、吸引ノズル８ａを用いた吸引手段により吸引させる。これにより、線条体１の走行は中断されることなく所定の線速を維持して継続させることができる。なお、吸引された線条体１は、吸引ボックス等に収納されるようにして、周囲に飛び散ったりしないようにするのが好ましい。

図４の状態から、駆動ローラ７と押さえ部材６ａは、線条体１の引取りを行いながらさらに矢印Ｅ方向に移動される。この状態で、第２のボビン２ｂの回転により爪ホイール５ｂ上の係止爪１０ｂで線条体１を掴むと、第２のボビン２ｂの回転で線条体１が係止爪１０ｂと共に移動して引っ張られ、カッター９ｂにより切断される。これにより、線条体１の始端はフリー状態となって第２のボビン２ｂによる新たな巻取りが開始される。図５は、線条体１がカッター９ｂにより切断された後、第２のボビン２ｂによる巻取りが開始される状態を示している。一方、カッター９ｂによって切断され、引取り手段により引取られた線条体１は吸引手段に吸引収納され、不要品として廃棄される。

以上、左側ユニットの第１のボビン２ａから右側ユニットの第２のボビン２ｂに巻取りを切り替える例を説明したが、右側ユニットの第２のボビン２ｂから左側ユニットの第１のボビン２ａに巻取りを切り替える場合も、逆の動きをして実施することができる。この場合、駆動ローラ７は時計方向に回転され、押さえローラ６ｂは反時計方向に回転され、駆動ローラ７と押さえローラ６ｂとの間で線条体１を挟んで引取ることとなる。また、吸引手段も右側の吸引ノズル８ｂが動作することとなる。

本発明は、線条体が光ファイバ母材から線引きされた光ファイバである場合に、特に効果が大きい。光ファイバの線引き中に光ファイバを巻取るボビンを替えるために光ファイバの線引きを中断すると、再度線速を定常状態に戻すのに数十分以上を要し、しかもその間に線引きされた光ファイバは不良品として処分される。本発明によれば、線条体の巻取りを中断したり、線速を遅くすることがなく、また、引取る際に線条体を損傷し断線させることもないので、光ファイバの製造効率と歩留まりを向上させることができる。

１：線条体、２ａ：第１のボビン、２ｂ：第２のボビン、６ａ，６ｂ：押さえローラ（第２のローラ）、７：駆動ローラ（第１のローラ）、１１：制御部、Ｘ：線速、Ｙ：ずれ量

Claims (2)

1. 第１のボビンと第２のボビンとの間に配した第１のローラと第２のローラとによって前記第１のボビンで巻取る線条体の巻取り終了部分を挟持して引取ることにより、第１のボビンで線条体の巻取りを終了した後、線条体の走行を中断することなく引き続き前記第２のボビンで線条体を巻取る方法であって、
   前記線条体の線速Ｘから求めた目標回転数に対して、前記第１のローラの回転数のずれが、Ｙ＝２５０００×Ｘ^{−１．３４}（％）で求められるずれ量Ｙ以下となってから前記線条体の巻取り終了部分を前記第１のローラと前記第２のローラとによって挟持させることを特徴とする線条体の巻取り方法。
2. 請求項１に記載の線条体の巻取り方法であって、
   前記第１のローラの周速に対する前記第２のローラの周速のずれが±１．０％以内となってから前記線条体の巻取り終了部分を前記第１のローラと前記第２のローラとによって挟持させることを特徴とする線条体の巻取り方法。

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