JP2016018072A - 光ファイバケーブルの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバにケーブル外被を被覆成形するときに、伝送特性の測定工程を煩雑にすることなく、長尺で巻き取られた光ファバイケーブルを巻き替える工程を省略できるようにする光ファイバケーブルの製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバケーブル１の製造方法は、光ファイバ心線２が巻き取られたボビン３から光ファイバ心線２を巻出し、巻出した光ファイバ心線２を少なくとも含むケーブル構成部材に対して保護用のケーブル外被を被覆成形して光ファイバケーブルを製造する。そしてボビン３に、光ファイバケーブルの伝送特性を測定するためのＯＴＤＲ測定機６を搭載し、ケーブル外被を被覆成形する工程中に光ファイバケーブル１の伝送特性を測定する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、光ファイバケーブルの製造方法及び製造装置に関し、より具体的は、ケーブル外被を被覆成形した光ファイバケーブルの伝送特性を測定する光ファイバケーブルの製造方法および製造装置に関する。

光ファイバケーブルは、一般に光ファイバ心線に対して保護用の外被を被覆して構成される。光ファイバケーブルには、種々の構成のものがあり、単心または複数心の光ファイバをケーブル外被で被覆した構成や、単心または複数心の光ファイバ心線を抗張力体、支持線とともに外被で被覆した構成、光ファイバ心線を高抗張力繊維とともに外被で被覆した構成のものなどがある。
光ファイバケーブルの製造工程においては、光ファイバ心線を巻出機から巻出して、必要に応じて抗張力体等の成形対象物を送り出し、これらの周囲に押出機でケーブル外被を被覆して光ファイバケーブルとし、巻取機で巻き取られる。

光ファイバケーブルの製造工程においては、光ファイバケーブルの伝送特性が測定され評価される。例えばＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）法として知られる測定が行われる。ＯＴＤＲでは、光ファイバケーブルの片端から光ファイバに光パルスを入射させ、光ファイバ内の後方散乱光を検出し、伝送損失波形を得る。光ファイバの異常箇所があれば、その伝送損失波形により、光パルス入射端と異常箇所間との距離を特定することができる。

例えば特許文献１に記載された光ファイバの測定方法および装置では、ＯＴＤＲによる測定を行うに際して、複数の光ファイバを直列に接続し、直列に接続された複数の光ファイバの両端面に光スイッチの出力ポートをつなぎ、光パルスを光スイッチの入力ポートに入力して両端面のいずれかから複数の光ファイバに入射させ、光ファイバ内の後方散乱光を時間軸上で観測して光ファイバの測定を行うようにしている。

特開平６−１０２４２１号公報

図２は、従来の光ファイバケーブルの製造工程を説明するための図である。
上記のように、光ファイバケーブルの製造工程では、光ファイバ心線が巻き取られているボビン３から光ファイバ心線２を巻き出して、押出機４によりケーブル外被を被覆して光ファイバケーブル１を成形する。そして成形した光ファイバケーブル１を巻取用のドラム７に巻き取る。このとき光ファイバケーブル１の構成に応じて、抗張力体等の図示しない成形対象物を巻出して、光ファイバ心線２とともにケーブル外被を被覆することができる。また、複数心の光ファイバ心線２をケーブル外被で被覆する場合には、複数のボビン３から光ファイバ心線２を巻き出して、押出機４の手前で所定形状に集合させてケーブル被覆を被覆する。

この場合、成形された光ファイバケーブル１は、長尺巻取が可能な巻取用のドラム７に巻き取られる。ここでは、光ファイバケーブル１を製造する長さ（製造長）はできるだけ長い方が製造コストが下がるために極力長尺で製造し、これをドラム７に巻き取っておく。
これに対して客先等に出荷するときの光ファイバケーブルの出荷長は、客先の要求等により比較的短い長さになるため、製造長と出荷長とは通常、差異が生じる。従ってドラム７に巻き取った長尺の光ファイバケーブル１を巻き替えながら、所定の出荷長の光ファイバケーブルを小型のボビンに分割して巻き取ることで、出荷製品とされる。

上記の工程では、一旦長尺の光ファイバケーブル１をドラム７に巻き取った後、次工程においてドラム７に巻き取られた光ファイバケーブル１を巻き替えて、出荷長に相当する長さの光ファイバケーブル１を分割して取り出す必要があり、工程が煩雑になり、コスト増の要因となっている。

これに対して、巻き替え工程を省略して合理化するために、図３に示すように、出荷長に相当する長さの光ファイバケーブル１を、巻取機で直接に小型のボビン５に巻き取ることが考えられる。
この場合、連続して製造される光ファイバケーブル１を小型のボビン５で巻き取り、所定の出荷長になったときに、他のボビン５に巻き替えながら、小型のボビン５に巻き取られた光ファイバケーブル１を連続して製造する。これにより、次工程の巻き替え工程を要することなく、製造工程中でインラインにより、出荷長に相当する光ファイバケーブルが巻かれた製品を得ることができる。

しかしながら、この場合、ＯＴＤＲによる伝送特性の測定を、それぞれのボビン５に巻かれた光ファイバケーブル１ごとに実行しなければならない。
通常、ＯＴＤＲによる伝送特性の測定は、ドラム７に巻き取られた長尺の光ファイバケーブル１に対して行うことができる。ＯＴＤＲによってドラム７に巻き取られた光ファイバケーブルの伝送特性に異常がない場合、ドラム７に巻き取られた長尺の光ファイバケーブル１の全長に異常がないと認められるため、これを巻き替えて出荷長に分割した後は、ＯＴＤＲによる測定を再度行うことなく出荷が可能とされる。

これに対して、上記のようにインラインで小型のボビン５に光ファイバケーブル１を巻き取って製造する工程を採用すると、小型のボビン５に巻き取られた光ファイバケーブル１ごとにそれぞれＯＴＤＲによる測定を行う必要が生じる。この場合、長尺のドラム７から光ファイバケーブル１を巻き替えて分割する工程を省略することができるが、小型のボビン５ごとにＯＴＤＲによる測定を行う必要が生じるため、逆に作業は煩雑になり、インラインで直接小型のボビン５に直接巻き取る工程を採用したにもかかわらず、トータルの工程は合理化されず逆にコスト増となる。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、光ファイバにケーブル外被を被覆成形するときに、伝送特性の測定工程を煩雑にすることなく、長尺で巻き取られた光ファバイケーブルを巻き替える工程を省略できるようにした、光ファイバケーブルの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

本発明による光ファイバケーブルの製造方法は、光ファイバが巻き取られたボビンから光ファイバを巻出し、該巻出した光ファイバ心線を少なくとも含むケーブル構成部材に対して保護用のケーブル外被を被覆成形して光ファイバケーブルを製造する、光ファイバケーブルの製造方法であって、前記ボビンに、光ファイバケーブルの伝送特性を測定するための測定機を搭載し、前記ケーブル外被を被覆成形する工程中に、前記光ファイバケーブルの伝送特性を測定する、光ファイバケーブルの製造方法である。

本発明による光ファイバケーブルの製造装置は、光ファイバが巻き取られたボビンと、該ボビンから光ファイバを巻き出す巻出機と、該巻出機が巻出した光ファイバ心線を少なくとも含むケーブル構成部材に対して保護用のケーブル外被を被覆成形する押出機を有する、光ファイバケーブルの製造装置であって、前記ボビンは、光ファイバケーブルの伝送特性を測定するための測定機を搭載し、該測定機は、前記押出機によって前記ケーブル外被を被覆成形しているときに、前記光ファイバケーブルの伝送特性を測定する、光ファイバケーブルの製造装置である。

本発明によれば、光ファイバにケーブル外被を被覆成形するときに、伝送特性の測定工程を煩雑にすることなく、長尺で巻き取られた光ファバイケーブルを巻き替える工程を省略できるようにした、光ファイバケーブルの製造方法および製造装置を提供することができる。

本発明に係る光ファイバテープ心線の製造工程および製造装置の一実施形態を説明するための図である。 本発明に係る光ファイバテープ心線の製造工程および製造装置の一実施形態を説明するための他の図である。 従来の光ファイバケーブルの製造工程を説明するための図である。 巻き替え工程を省略して合理化するための光ファイバテープ心線の製造工程の一例を説明するための図である。

最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本願の光ファイバケーブルの製造方法に係る発明は、光ファイバが巻き取られたボビンから光ファイバを巻出し、該巻出した光ファイバ心線を少なくとも含むケーブル構成部材に対して保護用のケーブル外被を被覆成形して光ファイバケーブルを製造する、光ファイバケーブルの製造方法であって、前記ボビンに、光ファイバケーブルの伝送特性を測定するための測定機を搭載し、前記ケーブル外被を被覆成形する工程中に、前記光ファイバケーブルの伝送特性を測定する、光ファイバケーブルの製造方法である。これにより、光ファイバにケーブル外被を被覆成形するときに、伝送特性の測定工程を煩雑にすることなく、長尺で巻き取られた光ファバイケーブルを巻き替える工程を省略することができる。

（２）前記ケーブル外被を成形した光ファイバケーブルが所定長製造された時点で、前記測定機から光ファイバに対して伝送損失測定用の光信号を送信して前記伝送特性を測定する、ことが好ましい。これにより、所定長製造された光ファイバケーブルを別工程で伝送特性を測定する必要なく、製品とすることができる。

（３）前記測定機は、ＯＴＤＲ法により光ファイバに対して前記光信号を送信し、該光信号による光ファイバ内の後方散乱光を取得して、該取得した後方散乱光に基づき前記伝送損失を測定するものでることが好ましい。これにより、伝送特性を測定するための具体的方法が与えられる。

（４）前記測定機により前記測定した伝送測定のデータを、無線通信により特定の情報処理装置に送信させることが好ましい。これにより、情報処理装置等に送信された測定データを監視することで、製造中に異常が発見された場合、製造を中止するなどの対処を行うことができ、異常があった場合に不良品の製造を続行する危険性を回避することができる。

（５）前記ボビンから複数心の光ファイバを同時に巻出し、前記ボビンに搭載した測定機と前記複数心の光ファイバとの接続を、光スイッチを用いて順次切り替えながら、前記複数心の光ファバイの全てについて前記伝送損失を測定することが好ましい。これにより、複数心の光ファイバ心線を一つのボビンから巻き出す場合においても、所定長で光ファイバケーブルを巻き取りながら、インラインで伝送損失の測定を行うことができる。

（６）本願の光ファイバケーブルの製造装置に係る発明は、光ファイバが巻き取られたボビンと、該ボビンから光ファイバを巻き出す巻出機と、該巻出機が巻出した光ファイバ心線を少なくとも含むケーブル構成部材に対して保護用のケーブル外被を被覆成形する押出機を有する、光ファイバケーブルの製造装置であって、前記ボビンは、光ファイバケーブルの伝送特性を測定するための測定機を搭載し、該測定機は、前記押出機によって前記ケーブル外被を被覆成形しているときに、前記光ファイバケーブルの伝送特性を測定する、光ファイバケーブルの製造装置である。これにより、光ファイバにケーブル外被を被覆成形するときに、伝送特性の測定工程を煩雑にすることなく、長尺で巻き取られた光ファバイケーブルを巻き替える工程を省略することができる。

図１Ａ、図１Ｂは、本発明に係る光ファイバケーブルの製造工程および製造装置の一実施形態を説明するための図で、図１Ａは、光ファイバテープ心線の製造装置の要部を概略的に説明する図、図１Ｂは、光ファイバテープ心線を巻き出す巻出し側のボビン３を拡大した概略図である。
光ファイバケーブルの製造工程では、光ファイバ心線２が巻き取られているボビン３から光ファイバ心線２を巻き出して、押出機４によりケーブル外被を被覆して光ファイバケーブル１を成形し、成形した光ファイバケーブル１をボビン５に巻き取る。ケーブル外被には、例えばポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂が用いられる。ここでは光ファイバ心線２とともに、抗張力体（テンションメンバ）や自己支持用の支持線などがケーブル外被に埋設される構成の場合には、図示しないこれらの抗張力体等が押出機４の手前で光ファイバ心線とともに所定形状に集合され、押出機４にてケーブル外被が被覆される。光ファイバ心線２と、必要に応じて含められる抗張力体や支持線等とにより、ケーブル構成部材が構成される。

本発明にかかる実施形態では、ボビン５には、客先の要求等に応じて所定の出荷長だけ光ファイバケーブル１を巻き取る。つまり、製造工程のラインを稼働させて光ファイバ心線２に対するケーブル外被の被覆成形を継続しながら、所定の出荷長になった時点で巻取中のボビン５を他のボビン５に切り替えて、次の製品を連続して巻き取る。ここでは、例えば多軸巻取機などを使用することで、ラインを稼働させながらボビン５を切り替えて巻取りを継続することができる。

本発明に係る実施形態の特徴として、光ファイバケーブル１を製造するときに、長尺に巻いたドラムから光ファイバケーブルを巻き替えして出荷用の光ファイバケーブル１を得る工程を経ることなく、光ファイバケーブル１の製造工程においてインラインで出荷長の光ファイバケーブル１を連続してボビン５に巻き取るようにする。そしてこのときに、ＯＴＤＲによる伝送特性の測定を、個別のボビン５ごとに行うことなく、製造工程中でインラインで測定を実行する。

上記測定を実行するために、巻出し側のボビン３に対してＯＴＤＲ測定機６を取り付ける。ＯＴＤＲ測定機６は、ボビン３の鍔部３１の外側に取り付けることができる。そしてボビン３に巻き付けられる光ファイバ心線２の端部を鍔部３１の外側に引き出しておき、ＯＴＤＲ測定機６に接続する。つまりボビン３に巻き付けられている光ファイバ心線２は、その巻き始めの端部からＯＴＤＲ測定機６により測定用の光信号を入射できるようになっている。

この場合、ボビン３とは別体でＯＴＤＲ測定機６を床等に設置し、ボビン３の光ファイバ心線の巻き始め部分の端部をＯＴＤＲ測定機６に接続した場合、ボビン３の回転に伴って接続部分の光ファイバ心線の捻じれが進行し、測定が不可能になる。これに対して本発明に係る実施形態では、ボビン３自体にＯＴＤＲ測定機６を取り付け、ボビン３の回転とともにＯＴＤＲ測定機６も回転させる。これにより、ＯＴＤＲ測定機６に接続させる光ファイバ心線２の捻じれによる不具合が発生することなく、測定を行うことができる。

製造工程中でＯＴＤＲによる伝送特性の測定を行う場合、巻取側のボビン５に光ファイバケーブル１を巻き取って所定長に達したときに、ＯＴＤＲ測定機６から光パルスによる光信号（光パルス）を光ファイバ心線内に入射させ、ボビン５に巻き取られている光ファイバケーブル１の伝送特性を測定する。そして光ファイバケーブル１を切断し、新たなボビン５に巻き付けて巻取を継続する。次のボビン５においても同様の所定長に達したときに、ＯＴＤＲによる測定を行って、その光ファイバケーブル１を切断する。

上記の構成と動作により、出荷長単位でボビン５に光ファイバケーブル１を巻取ながら、そのボビン５ごとに光ファイバケーブル１の伝送特性を測定することができる。これにより煩雑な巻き替えし工程を行うことなく、かつ、製造工程で巻き取ったボビンを、次工程でボビン単位に伝送特性を測定する必要なく、光ファイバケーブルの製造を行うことができるようになる。

上記の構成は、ケーブル外被を成形する各種光ファイバケーブルに適用することができる。例えば複数の光ファイバ心線をケーブル外被で被覆した構成を光ファイバケーブルの場合、図１に示すようなボビン３を巻き出す巻出機を複数設け、それぞれの巻出機から光ファイバ心線２を巻出して、押出機４の前で所定形状に集合させ、押出機４にてケーブル外被を被覆して光ファイバケーブル１として巻き取らせることができる。
この場合にも、複数のボビン３のそれぞれについて、ＯＴＤＲ測定機６を取り付けて各光ファイバ心線２に接続させる。そして巻取側で光ファイバケーブル１が所定長になり、巻き取り用のボビン５を切り替えときに、複数の光ファイバ心線２のそれぞれについてＯＴＤＲによる測定を行う。これにより、多心の光ファイバ心線２を一括被覆した構成においても、同様に出荷長で光ファイバケーブル１を巻き取りながら、インラインでＯＴＤＲによる測定を行うことができる。

また、巻出し用のボビン３からは、複数の光ファイバ心線が一体化された光ファイバユニットを巻き出すものとしてもよい。例えば複数（例えば４心ないし８心）の光ファイバ心線を平行一列に並列させ、共通被覆で被覆した光ファイバテープ心線を巻き出すことができる。巻き出された光ファイバテープ心線は、例えば抗張力体等とともにケーブル外被で被覆されて、光ファイバケーブルとされる。
この場合、ボビン３には、スペースがあれば心数分のＯＴＤＲ測定機６を取り付けて、それぞれの光ファイバ心線２ごとに上記と同様に巻き替え機側のボビン５を巻き替えるタイミングで測定を行うことができる。

もしくは、ボビン３に一台のＯＴＤＲ測定機６を取り付けるともに、ボビン３に巻き取られる光ファイバ心線２の心数に対応した光スイッチを設け、ＯＴＤＲの光コネクタを光スイッチに接続し、光スイッチにより複数心の光ファイバ心線を随時切り替えてＯＴＤＲ測定機６に接続できるようにする。
そして、巻取側で所定長になって巻き取り用のボビン５を切り替えるときに、巻出し側のボビン３から巻き出される複数心の光ファイバ心線２のそれぞれについて、光スイッチで接続を順次切り替えてＯＴＤＲによる測定を行う。これにより、多心の光ファイバ心線２を一つのボビン３から巻き出す場合においても、出荷長で光ファイバケーブル１を巻き取りながら、インラインでＯＴＤＲによる測定を行うことができる。
上記の構成により、光ファイバケーブルの製造工程において、伝送特性の測定工程を煩雑にすることなく、長尺で巻き取られた光ファバイケーブルを巻き替える工程を省略することができる。

また、上記の各実施形態において、巻出し側のボビン３に取り付けたＯＴＤＲ測定機６では、測定毎に伝送損失の測定データを保存しておく。そして作業者等のユーザは、後から一括してＯＴＤＲ測定機６に保存された測定データを確認することで、異常判定を行うことができる。
またさらにＯＴＤＲ測定機６に対して無線通信によりデータ送受信を行う通信手段を設けることで、保存した測定データを外部の機器に送信することができる。例えば上記通信手段として、無線ＬＡＮによる通信装置を付与し、無線ＬＡＮを使用してＰＣ（Personal Computer）などの情報処理装置に測定データを送信させる。ここではＯＴＤＲ測定機６が伝送損失の測定を行うごとに、その都度測定データを情報処理装置等に送信する。
作業者等のユーザは、ＯＴＤＲ測定機６から情報処理装置等に送信された測定データを監視し、製造中に異常が発見された場合、製造を中止するなどの対処を行うことができる。これにより、異常があった場合に不良品の製造を続行する危険性を回避することができる。

１…光ファイバケーブル、２…光ファイバ心線、３…ボビン、４…押出機、５…ボビン、６…ＯＴＤＲ測定機、７…ドラム、３１…鍔部。

Claims (6)

1. 光ファイバが巻き取られたボビンから光ファイバを巻出し、該巻出した光ファイバ心線を少なくとも含むケーブル構成部材に対して保護用のケーブル外被を被覆成形して光ファイバケーブルを製造する、光ファイバケーブルの製造方法であって、
   前記ボビンに、光ファイバケーブルの伝送特性を測定するための測定機を搭載し、前記ケーブル外被を被覆成形する工程中に、前記光ファイバケーブルの伝送特性を測定する、光ファイバケーブルの製造方法。
2. 前記ケーブル外被を成形した光ファイバケーブルが所定長製造された時点で、前記測定機から光ファイバに対して伝送損失測定用の光信号を送信して前記伝送特性を測定する、請求項１に記載の光ファイバケーブルの製造方法。
3. 前記測定機は、ＯＴＤＲ法により光ファイバに対して前記光信号を送信し、該光信号による光ファイバ内の後方散乱光を取得して、該取得した後方散乱光に基づき前記伝送損失を測定する、請求項２に記載の光ファイバケーブルの製造方法。
4. 前記測定機により前記測定した伝送測定のデータを、無線通信により特定の情報処理装置に送信させる、請求項１〜３のいずれか１に記載の光ファイバケーブルの製造方法。
5. 前記ボビンから複数心の光ファイバを同時に巻出し、前記ボビンに搭載した測定機と前記複数心の光ファイバとの接続を、光スイッチを用いて順次切り替えながら、前記複数心の光ファバイの全てについて前記伝送損失を測定する、請求項１〜４のいずれか１に記載の光ファイバの製造方法。
6. 光ファイバが巻き取られたボビンと、該ボビンから光ファイバを巻き出す巻出機と、該巻出機が巻出した光ファイバ心線を少なくとも含むケーブル構成部材に対して保護用のケーブル外被を被覆成形する押出機を有する、光ファイバケーブルの製造装置であって、
   前記ボビンは、光ファイバケーブルの伝送特性を測定するための測定機を搭載し、該測定機は、前記押出機によって前記ケーブル外被を被覆成形しているときに、前記光ファイバケーブルの伝送特性を測定する、光ファイバケーブルの製造装置。

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