JP2595229B2

JP2595229B2 - 管への光フアイバ挿通装置

Info

Publication number: JP2595229B2
Application number: JP62038070A
Authority: JP
Inventors: 信男荒木; 洋一矢葺; 和文田畑; 忠美足立; 敏也壬生
Original assignee: 日鐵溶接工業株式会社
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1987-02-23
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPS63205621A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は管への光ファイバ挿通装置、特に流体の流
動を利用して光ファイバを管に挿通装置に関する。

この発明における光ファイバとは、コアとクラッド層
からなるファイバ素線、このファイバ素線に合成樹脂、
金属、セラミックなどでコーティングしたもの、ならび
にこれらの単心のもの、多心のもの、およびより線をい
う。また、管とは鋼，アルミニゥムその他の金属管、お
よびプラスチック管その他の非金属管をいう。

（従来の技術）近年広く用いられるようになった光通信ケーブルは、
光ファイバが強度的に弱く、また耐環境性に劣ることか
ら、金属管などで覆われたものが要求されるようになっ
て来ている。管で覆われた光ファイバのうち、光ファイ
バが隙間をもって管に挿入されたもの（以下、光ファイ
バコードという）がある。

このような光ファイバコードの製造方法、すなわち管
への光ファイバ挿通方法の一つとして、流体の流動を利
用する方法がある。たとえば、特開昭57−29014で開示
された「パイプの中に光ファイバを引込む方法」があ
る。この方法は、牽引用線条の先端を取り付けた移動体
を、管の一端から他端に流体圧を利用して通す。つい
で、この牽引用線条に連結した光ファイバを牽引して管
内に光ファイバを引き込む。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上記従来の管への光ファイバ挿通方法は、最
初に牽引用線条を管に通したのちに、牽引用線条を光フ
ァイバと引き替える。したがって、挿通作業が煩雑であ
り、作業能率が低かった。また、引替え中に光ファイバ
が断線する危険があるために、光ファイバの強度以上の
引替え力を光ファイバに加えることができない。このよ
うなことから、たとえば外径が2mm以下で、30mを超える
ような細径、長尺の光ファイバコードを得ることはでき
なかった。

そこで、この発明は細径、長尺の光ファイバコードで
あっても、簡単な操作で光ファイバを管に挿通すること
ができる装置を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）第１の発明の管への光ファイバ挿通装置は、密閉容
器、前記密閉容器内に配置された光ファイバ供給スプー
ル、前記密閉容器内に配置された光ファイバ送り装置、
前記密閉容器に接続された加圧流体供給源、および光フ
ァイバが挿通される管の一端と前記密閉容器とを接続す
る金具からなっている。

管の一端から管内に加圧流体を流入させながら光ファ
イバを供給し、流送により、すなわち光ファイバに加わ
る流体の摩擦力と差圧により光ファイバを管に挿通す
る。

密閉容器は、内部に光ファイバ供給スプール、光ファ
イバ送り装置およびその他の装置を出入れする開口部を
有している。開口部は蓋により塞がれる。密閉容器には
空気、窒素ガスなどの加圧気体、または水、油などの加
圧液体が満される。

光ファイバ供給スプールは、管に挿入される光ファイ
バが巻かれるものであって、回転可能に支持されてい
る。管内への光ファイバの進入を妨げないために、光フ
ァイバ供給スプールの慣性モーメントおよび軸受抵抗は
できるだけ小さくすることが望ましい。

光ファイバ送り装置は、管の入口に光ファイバを送り
込むもので、光ファイバを軽く挟圧するピンチロールお
よびこれを回転駆動する装置、あるいは光ファイバ供給
スプールを回転駆動する装置などから構成される。

加圧流体供給源は、密閉容器に加圧流体を供給するも
ので、加圧ガスボンベ、ポンプなどが用いられる。

管と密閉容器との接続金具は、フェルールなどの管継
手が用いられる。

第２の発明の管への光ファイバ挿通装置は、上記第１
の発明の装置に加えて更にコイル状に巻かれた管を加振
する装置を備えている。

管のコイルを形成するには、ボビン、スプールなどの
円筒体に管を巻き付ける。また、管のコイルを振動させ
るには、上記円筒体を振動モータなどの公知の手段によ
り駆動する。

管内へ光ファイバを挿通し易くする点から、上記振動
の振動数は5Hz以上、好ましくは10〜30Hz、全振幅は0.1
mm以上、好ましくは0.5〜2.0mmである。振動は少なくと
も光ファイバを挿通する方向と直交する方向の成分をも
っている。なお、光ファイバの挿通方向にも管のコイル
を振動させると、光ファイバには加圧流体による搬送力
に加えて振動による搬送力が加わる。

なお、挿入の初期において、流送による搬送力が不足
して光ファイバが管内に進入しないことがある。このよ
うな場合には、予め光ファイバを管中に直接手により、
あるいはピンチロールなどの機械的手段により挿入す
る。その初期挿入により、管内の光ファイバに流体の流
動による十分な搬送力が生じる。初期挿入の長さは、
管、光ファイバの寸法、表面状態、加圧流体の圧力、種
類などによって異るが、大体数〜十数ｍ程度である。

（作用）光ファイバが巻かれた光ファイバ供給スプールを、開
口部を通して密閉容器内にセットする。ついで、光ファ
イバを光ファイバ供給スプールから繰り出して先端部を
管の入口に位置させるか、あるいは予め管内にある程度
の長さ挿入しておく。密閉容器の開口部を蓋などで塞
ぎ、加圧流体を密閉容器に供給する。そして、密閉容器
からに管の一端に加圧流体を供給する。

管に供給された加圧流体は、管の一端から他端に向か
って流れ、管内に光ファイバが有る部分では管内壁面と
光ファイバ外周面との隙間を通って流れる。そして、管
内を流れる加圧流体と光ファイバ外周面との間の摩擦力
および蛇行する光ファイバのうねりの前後に生じる流体
の差圧により、光ファイバに搬送力が与えられる。

また、第２の発明において、管に加えられる振動によ
り、光ファイバは管内壁面から飛び跳ね、両者の間の接
触が妨げられ、あるいは滑動状態になるので、管内壁面
から光ファイバに作用する摩擦力は小さくなる。また、
この振動により、光ファイバはうねりが生じ、うねりの
前後に流体の差圧が生じる、うねりは光ファイバの搬送
力を増す。

（実施例）以下、金属管への光ファイバ挿通装置、およびその装
置による挿通方法について説明する。

第１図は第１の発明を実施するための装置の一例を示
すものである。

図面に示すように、光ファイバ挿通装置41は密閉容器
42を備えており、一端は蓋44で覆われた開口部43を有
し、他端にはノズル46が取り付けられている。密閉容器
42内には、架台48には光ファイバ供給スプール58、光フ
ァイバ送り装置61およびガイドを取り付ける架台48が固
定されている。また、密閉容器42には圧力計54および逃
がし弁55が取り付けられている。

光ファイバ供給スプール58は、上記架台48のブラケッ
ト49に球軸受（図示しない）を介して支持されている。
また、光ファイバ供給スプール58は、上記開口部43を通
して交換できるように着脱可能にしてブラケット49に取
り付けられている。

光ファイバ送り装置61は、光ファイバ供給スプール58
に続いて架台48上に固定されている。光ファイバ送り装
置61のフレーム50には、光ファイバ７を軽く挟圧する上
下一対のピンチロール62,63が取り付けられている。上
ピンチロール62は昇降可能であり、調整ねじ65により光
ファイバ７の押圧を調整する。下ピンチロール63はベル
ト伝動機構67を介してモータ68により回転駆動される。
ピンチロール対62,63の入、出側にはそれぞれガイド64
が設けられている。

上記フレーム50にはファイバ検知棒70が回転可能に取
り付けられている。ファイバ検知棒70の上端部は折れ曲
がっており、ここに光ファイバ７が引っ掛けられる。ま
た、フレーム50の下部に上限リミットスイッチ71および
下限リミットスイッチ72が取り付けられており、これら
リミットスイッチ71,72のいずれかにファイバ検知棒70
の下端部が接触するようになっている。

ファイバ検知棒70は光ファイバ７のたるみを検出し、
光ファイバ７の送り速度を制御する。すなわち、管１と
光ファイバ７との間の摩擦の変動および流体圧力の変化
により、光ファイバ７の進入速度は一定でない。光ファ
イバ７の進入速度が供給速度より早いと、光ファイバ７
は後方に引っ張られて切断し、あるいは進入が妨げられ
る。また、逆に遅いと、光ファイバ７が密閉容器42内で
たるみ、もつれて進入の妨げとなる虞れがある。したが
って、挿入中の光ファイバ７には適度のたるみがあるこ
と必要である。そこで、たるみが小さすぎると、ファイ
バ検知棒70が時計方向に回転して上限リミットスイッチ
71が作動する。この結果、速度制御装置（図示しない）
によりモータ68の回転速度は早められる。逆にたるみが
大きすぎる場合は、モータ68の回転速度は落とされる。

光ファイバ送り装置61に続いて円筒状のガイド75がス
タンド51により支持されている。ガイド75の先端部は前
記ノズル46の入口近くに位置し、先細りとなっている。
ガイド75は光ファイバ７との間の摩擦を小さくするため
にガラス製となっている。

密閉容器42には電磁式止め弁79および圧力調節弁80を
介して窒素ガスボンベ78が接続されている。窒素ガスボ
ンベ78には圧力150kgf/cm²の窒素ガスが充填されてい
る。圧力調節弁80は窒素ガスの圧力を150kgf/cm²から10
0kgf/cm²に減圧する。

上記ノズル46の出側には、電磁式止め弁83を介して高
圧ゴムホース84が接続されており、高圧ゴムホース84の
先端には止め金具85を介してフェルール管継手87が取り
付けられている。フェルール管継手87はねじプラグ88、
ガスケット89およびナット90からなっており、光ファイ
バ７が挿通される管１がフェルール管継手87を介して高
圧ゴムホース84に接続される。ナット90を締め、あるい
は緩めることにより、管１を自由に高圧ゴムホース84に
取り付け、管１から取り外すことができる。

上記装置により管１に光ファイバ７を挿通するには、
まず光ファイバ７が巻かれた光ファイバ供給スプール58
を開口部43を通して密閉容器42内のブラケット49に装着
する。光ファイバ７を光ファイバ供給スプール58から繰
り出してピンチロール62,63間、ガイド75およびノズル4
6を通し、密閉容器42の開口部43を蓋44で塞ぐ。また、
高圧ゴムホース84にはフェルール管継手87を介して管を
接続する。数十ｍ以下の短尺の管の場合は管は直線状に
延ばした状態でもよいが、長尺の場合は管の取扱いの点
からループ状あるいはコイル状に巻いた状態とする。つ
いで、挿入開始初期に光ファイバ７に十分な搬送力を与
えるために、光ファイバ７を先端から数ｍ程度ピンチロ
ール62,63により管内に押し込んでおく。

上記のようにして挿通準備ができたならば、電磁式止
め弁79を開いて挿通を開始する。電磁式止め弁79を開く
と、窒素ガスが窒素ガスボンベ78から密閉容器42を通っ
て管１に流入する。密閉容器42はある程度の容積をもっ
ているので、容器内圧は徐々に上昇する。光ファイバ７
は密閉容器42からノズル46を通って繰り出されて管１に
入り、光ファイバ７に作用する摩擦力および差圧によっ
て管内を進む。

第２図は第２の発明、すなわち管に振動を与えながら
光ファイバを流送により挿通する装置の全体図、および
第３図はこの装置の振動テーブルの平面図である。

架台11は振動しないように床面９に強固に固定されて
いる。架台11上面の四隅には振動テーブル支持用のコイ
ルばね18が取り付けられている。

架台11上には、支持ばね18を介して正方形の盤状の振
動テーブル14が載置されている。振動テーブル14の下面
から支持フレーム15が下方に延びている。

振動テーブル14の支持フレーム15には、一対の振動モ
ータ21,22が取り付けられている。振動モータ22は、振
動モータ21を振動テーブル14の中心軸線Ｃ周りに180度
回転した位置および姿勢にある。また、振動モータ21,2
2は、これらの回転軸が水平となる姿勢となっている。
振動モータ21,22は回転軸の両端に不平衡重錘（図示し
ない）が固着されており、不平衡重錘の回転による遠心
力により振動テーブル14に垂直方向の加振力を与える。
すなわち、この一対の振動モータ21,22は、振動数およ
び振幅が互いに一致し、回転方向が互いに逆向きに駆動
される。したがって、この一対の振動モータ21,22によ
る振動を合成すると、振動テーブル14は上下に振動す
る。振動テーブル14は上記のように支持ばね18を介して
架台11に取り付けられているので、振動テーブル14の振
動は架台11に伝わらない。

ボビン軸が振動テーブル14の中心軸線Ｃにほぼ一致す
るようにして、ボビン25が振動テーブル14上に固定され
ている。ボビン25には光ファイバ７が挿通される管１が
コイル状に巻き付けられ、この管のコイル５の下端から
光ファイバ７が管内に供給される。光ファイバに過大な
曲げ応力を与えないために管のコイル５の直径は150mm
以上であることが望ましい。この実施例では、光ファイ
バ７は光ファイバ素線に樹脂をプレコートしたのもので
あり、管１は鋼管である。ボビン25は振動モータ21,22
の振動を確実に受けるようにこれの下部フランジ27の外
周縁がそれぞれ振動テーブル14に固定治具30で固定され
ている。第４図に示すように、ボビン25は胴部26の円周
方向にボビン軸心方向に凹凸が連続するように溝28をシ
ェーパ加工により設けてあり、溝28に管１が密接するよ
うになっている。管１をこのようにボビン25胴部の溝28
内に密接すると、ボビン25の振動を精度良く管１に伝達
でき、光ファイバ７の挿通を円滑かつ効率良く行うこと
が可能となる。

ボビン25の側方に、上記実施例のものと同じ光ファイ
バ挿通装置41が配置されている。

つぎに、上記のように構成された装置により管１に光
ファイバ７を挿通する方法について説明する。

予め、ボビン25に管１をコイル状に巻き付けてコイル
５を形成するとともに、密閉容器42にファイバ素線にプ
レコートされた光ファイバ７を入れておく。ついで、管
１を巻き付けたボビン25を振動テーブル14上に固定す
る。つぎに、管の入口端と密閉容器42の出口とをフェル
ール管継手87を介して接続する。このとき、密閉容器42
から光ファイバ７の先端部を引き出し、管入口部に挿入
する。管入口端２は管のコイル５の最下端に位置してお
り、光ファイバ７は管のコイル５のほぼ接線方向に沿っ
て管１内に挿入されるようになっている。ついで、電磁
式止め弁83を閉じるとともに、電磁式止め弁79を開いて
密閉容器42内に窒素ガを満たす。

なお、光ファイバが管内に滑らかに入って行くために
は光ファイバ７と管１との間にはある程度のクリアラン
スが必要であり、0.1mm以上であることが望ましい。さ
らに、同様な理由により、管のコイルの直径は150mm以
上、好ましくは300mm以上であることが望ましい。

つぎに、振動モータ21,22を駆動すると、振動モータ2
1,22は前述のような位置および姿勢で振動テーブル14に
取り付けられているので、振動テーブル14は上下に振動
する。

上記のようにして挿通準備が終ると、電磁式止め弁83
を開く。電磁式止め弁83は瞬間的に全開するので、窒素
ガスは高速で密閉容器42から管内に流入する。この結
果、光ファイバ７の先端部８はこの高速窒素ガスに伴わ
れて管内に入る。

管内を流れる窒素ガスと光ファイバ表面との間の摩擦
力および蛇行する光ファイバのうねりの前後に生じる流
体の差圧により、光ファイバは搬送力が与えられる。管
１に加えられる振動により、光ファイバ７は管内壁面か
ら飛び跳ね、両者の間の接触が妨げられるので、管内壁
面から光ファイバに作用する摩擦力は小さくなる。ま
た、この振動により、光ファイバ７はうねりが生じ、う
ねりの前後に流体の差圧が生じる。うねりは光ファイバ
の搬送力を増す。このようにして、光ファイバ７の先端
は管１の出口に達し、光ファイバは管に挿通される。

窒素ガスの管１への流入による密閉容器42内の窒素ガ
ス量の減少は、窒素ガスボンベ78からの窒素ガス補給に
により補われ、密閉容器42内の圧力は常時100kgf/cm²に
保たれる。

（製品例）第２図に示す装置により次の条件で光ファイバを鋼管
に挿通した。

（１）供試材鋼管コイル：外径（内径）が1.0mmφ（0.8mmφ）、長さ
1000mの鋼管を巻胴径1200mmの鋼製ボビンに整列巻した
鋼管コイル。

光ファイバ：石英ガラス光ファイバ（径125μｍ）にシ
リコーン樹脂コーティングした径0.4mmの光ファイバ。

（２）加圧流体：圧力 100kgf/cm²の窒素ガス（３）振動条件：振動数 20Hz 全振幅 1.25mm （４）挿通結果：移送速度 20m/min 挿通時間 50min この発明は上記実施例に限られるものではない。

管内への光ファイバの供給は、１本のみに限らず管内
径と光ファイバ径との関連で複数本でも可能である。上
記の説明では光ファイバを素線にプレコートしたもの、
光ファイバを挿通する管を鋼管として説明したが、もち
ろんこの組合せに限らず光ファイバあるいはそのケーブ
ルをアルミ管、合成樹脂管に挿通する等色々な具体例が
考えられる。

光ファイバを挿通する方向と直交する方向、または挿
通方向と直交方向とを合成した斜め方向に、管のコイル
を振動させる。特に、ボビン軸と振動テーブルの中心軸
線をほぼ一致させて管の任意の点がら旋状の経路に沿っ
て往復動するように管のコイルを振動させると、光ファ
イバには加圧流体による搬送力に加えて振動による搬送
力が加わる。なお、上記例では管のコイルに確実に振動
が伝わるように管をボビン巻にしたが、もちろん他の手
段を採用してもよい。

光ファイバは管のコイルの上部から供給するようにし
てもよい。コイル中心軸が水平となったコイル姿勢であ
ってもよい。管のコイルを電磁式バイブレータで加振す
ることもできる。また、加圧流体は窒素ガスに代えて、
空気、水あるいは油であってもよい。

（発明の効果）この発明の装置によれば、牽引用線条を光ファイバと
引き替えることなく、光ファイバを管に挿通することが
できる。したがって、挿通作業は簡単であり、作業能率
の向上を図ることができる。また、流体の流動により直
接光ファイバを挿通するので、光ファイバが断線するこ
とはなく、たとえば外径が2mm以下であり、30mを超える
ような細径、長尺の光ファイバコードを得ることができ
る。

さらに、管をコイル状に巻き、この管のコイルを加振
するようにしているので、長尺の管であっても取扱いが
容易となり、しかも管全体を確実に振動させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は流送により光ファイバを管に挿通するための装
置の一例を示す側面図、第２図は流送および振動により
光ファイバを管に挿通するための装置の一例を示す側面
図、第３図は第２図に示す装置の振動テーブルの平面
図、および第４図は上記振動テーブルに取り付けられる
ボビンの一例を示す正面図である。１……管、５……管のコイル、７……光ファイバ、11…
…架台、14……振動テーブル、21,22……振動モータ、2
5……ボビン、42……密閉容器、46……ノズル、58……
光ファイバ供給スプール、61……光ファイバ送り装置、
78……窒素ガスボンベ、79……電磁式止め弁、80……圧
力調節弁、87……管継手。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田畑和文習志野市東習志野７丁目６番１号日鐵溶接工業株式会社習志野工場内 (72)発明者足立忠美東京都中央区築地３丁目５番４号日鐵溶接工業株式会社内 (72)発明者壬生敏也東京都中央区築地３丁目５番４号日鐵溶接工業株式会社内 (56)参考文献特開昭57−29014（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−104607（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−186110（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−199307（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器、密閉容器に接続された加圧流体
供給源、および光ファイバが挿通される管の一端と密閉
容器とを接続する金具を備え、流体の流動を利用して光
ファイバを管に挿通する装置において、光ファイバ供給
スプールおよび光ファイバを挟圧し回転駆動されるピン
チロール、または前記光ファイバ供給スプールを回転駆
動する装置からなる光ファイバ送り装置が密閉容器内に
配置されていることを特徴とする管への光ファイバ挿通
装置。
【請求項２】密閉容器、密閉容器に接続された加圧流体
供給源、および光ファイバが挿通される管の一端と密閉
容器と接続する金具を備え、流体の流動を利用して光フ
ァイバを管に挿通する装置において、光ファイバ供給ス
プールおよび光ファイバを挟圧し回転駆動されるピンチ
ロール、または前記光ファイバ供給スプールを回転駆動
する装置からなる光ファイバ送り装置が密閉容器内に配
置されており、コイル状に巻かれた管を光ファイバを挿
通する方向と直交する方向の成分を有する振動で加振す
る装置を備えていることを特徴とする管への光ファイバ
挿通装置。