JP2782993B2 - 金属管被覆光ファイバケ−ブルの製造装置及び製造方法 - Google Patents

金属管被覆光ファイバケ−ブルの製造装置及び製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、金属管被覆光ファイ
バケーブルの製造装置及び製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】金属管被覆光ファイバケ−ブルは、1本
又は複数本の光ファイバと、光ファイバとの間に隙間を
開けて覆った金属管とから構成されている。この金属管
は光ファイバを保護する抗張力体として機能し、金属管
と光ファイバとの間に空間を確保することにより、金属
管被覆光ファイバケ−ブルに張力や側圧が作用しても光
ファイバに対して直接張力等が作用することを防ぎ、マ
イクロベンドロス増を起しにくいようにしている。ま
た、その空間に適当な油脂等の充填物を充填すると、防
湿,防水等の対環境性をも向上させることができる。
【0003】この金属管被覆光ファイバケ−ブルを連続
的に製造する方法が、例えば特開昭58ー95304号公報や
特開昭57ー100402号公報等に開示されている。この製造
方法は、連続して送られる金属ストリップを頂部に縦方
向の隙間を有する金属管に成形する。この金属管の隙間
を通して金属管内に導入管を挿入しておき、導入管によ
り光ファイバとガスや充填物を金属管内に導入する。こ
の光ファイバを導入した金属管の隙間を閉じた後、突合
せ部をレーザ溶接装置等で溶接して、金属管被覆光ファ
イバケ−ブルを製造している。この金属管被覆光ファイ
バケ−ブルを製造するときに、導入管を溶接部より後段
の下流側まで伸ばして挿入しておき、溶接部とその近傍
における溶接熱を導入管で遮断して光ファイバに熱損傷
を与えることを防いでいる。
【0004】この金属管被覆光ファイバケ−ブルにおい
ては、布設時の伸びひずみや環境温度の変化等による軸
方向の伸縮により光ファイバに歪力を与えないようにす
るため、製造時に、金属管の長さと光ファイバの長さが
ほぼ同一か、光ファイバの長さがほんのわずか、例えば
0.05%程度長くなるように光ファイバの余長を制御して
いる。
【0005】しかしながら、金属管被覆光ファイバケ−
ブルを複数本より合わせる過程や、布設する過程で曲げ
が加えられるため、外装の金属管が収縮してしまい、あ
らかじめ調整した余長が、例えば0.2%程度増加してし
まうという問題がある。これは被覆材としての金属管の
強度を高めるため、金属管を縮径し加工硬化させた結
果、加工歪と残留応力が残っているために起る。この製
造時や布設時に、金属管被覆光ファイバケ−ブルに曲げ
が加わらないようにすることは困難であるため、従来
は、例えば特開昭63−195610号公報に示すように、金属
管を焼鈍して加工歪を除去し、この金属管に光ファイバ
を挿入する方法や、あらかじめ余長を例えば0.15%程度
マイナスに制御する方法が採用されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように光ファイ
バを挿入する前にあらかじめ金属管を焼鈍してしておく
と、金属管の機械的強度が小さくなり、張力や側圧が作
用したときに光ファイバに対しても直接外力が作用する
おそれがあった。また、金属管被覆光ファイバケ−ブル
を布設するとき等に金属管に小さな曲がりが生じて、光
ファイバの伝送特性を低下させる危険性もあった。この
ため金属管被覆光ファイバケ−ブルの使用場所に大幅な
制約があった。
【0007】また、あらかじめ光ファイバの余長を一定
量だけマイナスに制御しておいても、布設条件等により
金属管の曲げの程度が相違し、金属管の収縮量が異なっ
てくるため、光ファイバの余長を所定値に管理すること
は困難であった。
【0008】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたものであり、あらかじめ調整した光ファイバの
余長を、布設後も所定の値に保持することができる金属
管被覆光ファイバケーブルの製造装置及び製造方法を得
ることを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る金属管被
覆光ファイバケーブルの製造装置は、連続して送られる
金属ストリップを成形し、突合せ部を溶接して形成した
金属管内に光ファイバ又は光ファイバ束を導入する金属
管被覆光ファイバケーブルの製造装置において、光ファ
イバ又は光ファイバ束を導入した金属管を牽引する牽引
手段と巻取機との間の金属管の張力をあらかじめ定めら
れた張力に調整する張力調整手段と、牽引手段と張力調
整手段の間に設けられ、複数のローラを有し、金属管に
塑性域が生じる曲げを繰返し与えて金属管の長さ方向に
小さな縮みを与え、この縮み量を飽和させる加工手段
を備えたことを特徴とする。
【0010】上記張力調整手段は光ファイバ又は光ファ
イバ束を導入した金属管を複数回巻き回したキャプスタ
ンであることが望ましい。
【0011】また、この発明に係る金属管被覆光ファイ
バケーブルの製造方法は、連続して送られる金属ストリ
ップを成形し、突合せ部を溶接して形成した金属管内に
光フアイバ又は光ファイバ束を導入する金属管被覆光フ
ァイバケーブルの製造方法において、光ファイバ又は光
ファイバ束を導入した金属管の張力をあらかじめ定めら
れた一定張力以下に調整し、該金属管に塑性域が生じる
曲げを繰返し与えて金属管の長さ方向に小さな縮みを与
え、この縮み量を飽和させてから光ファイバの余長を制
御することを特徴とする。
【0012】
【作用】加工硬化した金属材料、例えばステンレス鋼は
引張側と圧縮側との降伏応力が異なる。この材料に引張
力を作用させない状態で曲げて、降伏点以上の応力を加
えると、引張側と圧縮側の降伏応力の差により材料の長
さが縮む。そして、この材料に引張力を作用させながら
曲げ加工をすると、引張力の大きさに応じて長さ方向の
縮み量が小さくなり、ある程度以上の引張力を作用させ
ながら曲げると金属管は長さ方向に伸びを生じる。
【0013】そこで、この発明においては、光ファイバ
の余長が決まる前に、光ファイバ又は光ファイバ束を導
入した金属管に、あらかじめ定められた張力を与えなが
ら、塑性域が生じる曲げを繰返し与えて矯正し、金属管
の長さ方向に小さな縮みを与え、この縮み量を飽和させ
るとともに、金属管の加工歪を取り去り、かつ残留応力
を極力小さくして、金属管の長さの変化を抑制する。
【0014】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す全体構成図
である。図に示すように、金属管被覆光ファイバケ−ブ
ルの製造装置は、ダンサロ−ルスタンド3で張力が調節
された金属ストリップ1aを成形し両側端を突合せて金
属管1に形成する第1の成形ロ−ル群4と、第2の成形
ロ−ル群5及び第1の成形ロ−ル群4と第2の成形ロ−
ル群5との間あるいは第1の成形ロ−ル群4の前段に設
けられ、ダンサロ−ルスタンド7で張力が調節された光
ファイバ又は光ファイバ束(以下、光ファイバという)
2を導入する光ファイバ導入装置6を有する。
【0015】第2の成形ロ−ル群5の出側には金属管1
の突合せ部を溶接する溶接装置8が設けられている。溶
接装置8の後段には、溶接された金属管1の牽引速度や
溶接欠陥の有無を検査する検査装置9と、溶接された金
属管1を所定の外径を有する金属管1bに縮径する縮径
手段10が連設されている。
【0016】縮径手段10の後段には、例えば無限軌道
型のキャプスタンからなる牽引手段11が設けられ、牽
引手段11の後段には複数のロ−ルを有する加工手段1
2と、キャプスタン13,ダンサロ−ル14及び巻取機
15が連設されている。キャプスタン13は、図2に示
すように一対のロール13a,13bからなり、一方の
ロ−ル13aの表面は平滑に形成され、他方のロール1
3bの表面には複数の溝が形成されて光ファイバ2を内
装した金属管1bが重なることなしに複数回巻き回され
ている。ダンサロ−ル14も一対のロ−ル14a,14
bからなり、一方のロ−ル14bの位置を矢印方向に移
動してロ−ル14a,14b間の反発力を変えることに
より、金属管1bのキャプスタン13の出側におけるの
張力と、巻取機15入側の張力を調整している。
【0017】上記のように構成された製造装置におい
て、コイル状に巻かれている金属ストリップ1aは、ダ
ンサロ−ルスタンド3で張力が調整されながら牽引手段
11により成形スケジュ−ルで必要とする例えば15kgf
の引張力により牽引され、第1の成形ロ−ル群4でほぼ
U字状に一次成形される。その後、第2の成形ロ−ル群
5で管状に成形され、上部に突合せ部を有する金属管1
に形成される。この金属管1内に光ファイバ導入装置6
の導入管61を介して光ファイバ2が連続して送られ
る。同時に光ファイバ導入装置6のマニホ−ルド62に
連結された供給管63から冷却用のガスや不活性ガスあ
るいは防湿,防水用の充填物を供給し、導入管61から
金属管1内に送る。
【0018】この状態で、金属管1の上部の突合せ部に
溶接装置8からレ−ザ光を照射して溶接し、光ファイバ
2を内蔵した密封金属管1を形成する。この金属管1の
突合せ面を溶接するときに、光ファイバ2を案内する導
入管61を金属管1の溶接面とは反対側の内壁に圧接す
ることにより、連続して成形されながら送られる金属管
1に振動等が生じても、常に導入管61を溶接面14と
は反対側に位置させることができ、導入管61と溶接面
との距離を常に一定に保持することができる。そして導
入管61と、導入管61で案内される光ファイバ2に対
する溶接の熱影響を低減することができる。さらに、供
給管63から冷却ガス等を供給し、溶接部近傍の導入管
63と光ファイバ2を冷却すると、より溶接の熱影響を
低減することができる。なお、金属管1の突合せ部をレ
−ザ溶接する場合について説明したが、電子ビ−ム溶
接,TIG溶接等により溶接する場合にも同様にして溶
接の熱影響を低減することができる。また、このように
導入管61を溶接面とは反対側の内壁に圧接し、溶接面
との距離を常に最大に保持するようにすると、導入管6
1の上面に溶接スパッタが堆積しても金属管1に接触す
ることがなく、長時間の操業を行うことができる。
【0019】光ファイバ2を内蔵した金属管1は検査装
置9で溶接部等が検査された後、縮径手段10で所定の
外径、例えば、厚さ0.1mm、外径1.3mmから外径1.0mmの
金属管1bに縮径される。このように外径1.3mmのステ
ンレス鋼からなる金属管1を縮径手段10で外径1.0mm
の金属管1bに縮径すると、縮径により加工硬化した金
属管1bは引張側と圧縮側との降伏応力が異なる。この
金属管1bに引張力を作用させない状態で曲げ加工をし
て降伏点以上の応力を加えると、引張側と圧縮側の降伏
応力の差により長さが縮む。そして、金属管1bに小さ
な引張力を作用させながら曲げ加工をすると、引張力の
大きさに応じて長さ方向の縮み量が小さくなり、5kgf
程度の引張力を作用させながら曲げると金属管1bの縮
み量はほとんど零になる。この金属管1bの縮み量は、
図3に示すように繰返し曲げの加工度を高めると飽和す
る。このように縮み量が飽和した金属管1bにさらに曲
げを加えても長さ方向の変動は生じなくなる。
【0020】そこで、縮径手段10で縮径された金属管
1bを加工手段12に送り強曲げ加工を行う。例えば外
径1.3mmから30%の加工度で外径1.0mmに縮径された金属
管1bは牽引手段11の送り速度とキャプスタン13の
回転速度を制御することにより、例えば2kgfの引張力
に調節されて加工手段12に送られる。この金属管1b
に加工手段12で塑性域が生じる曲げを繰返し与えて加
工し、金属管1bの長さ方向に小さな縮みを与え、この
縮み量を飽和させるとともに、金属管1bの加工歪を取
り去り、かつ残留応力を極力小さくしてキャプスタン1
3に送る。
【0021】この金属管1bがキャプスタン13を通る
ときに、回転駆動するキャプスタン13に複数回巻回さ
れ、キャプスタン13表面との摩擦係合により牽引され
る。また、金属管1b内に装填されている光ファイバ2
は金属管1b内面との摩擦係合により、金属管1bと一
緒に牽引される。金属管1bがキャプスタン13で牽引
されるときに、金属管1bと光ファイバ2の張力はキャ
プスタン13の入側から出側までの路程で徐除に減少す
る。このように、金属管1bと光ファイバ2の張力をキ
ャプスタン13で減少させて、キャプスタン13入側に
おける金属管1bと光ファイバ2の伸び量に差を持た
せ、光ファイバ2の余長をほぼ零か、あるいは光ファイ
バ2の長さが金属管1bの長さよりほんのわずか長くな
るように制御している。
【0022】例えば、厚さ0.1mm、外径1.3mmのステンレ
ス鋼からなる金属管1を外径1.0mmに縮径し、加工手段
12で強曲げ加工した金属管1bのキャプスタン13入
側における張力を2kgfになるように調整すると、この
張力によりキャプスタン13入側の金属管1bには0.05
%の伸びが生じる。このとき0.25mmの径を有する光ファ
イバ2の張力を20gfに調整すると、光ファイバ2にはキ
ャプスタン13入側で0.02%の伸びが生じる。この金属
管1bをキャプスタン13に巻き付けたときの金属管1
bと光ファイバ2の伸び率の変化を図4に示す。図4に
おいて、Aは金属管1bの伸び率の変化特性、Bは光フ
ァイバ2の伸び率の変化特性を示す。図に示すように、
金属管1bをキャプスタン13に6回程度巻回すと伸び
はほとんど零になる。また、光ファイバ2は1回半程度
の巻付回数で伸びが零になってしまう。この光ファイバ
2の伸びが零になったときに、金属管1bには約0.03%
の伸びがあり、このためキャプスタン13の出側では金
属管1bが光ファイバ2より見掛け上0.03%短くなるこ
とになる。一方、キャプスタン13に巻き付いている金
属管1bと光ファイバ2には巻付径差があり、例えばキ
ャプスタン13の径が1mmのときに、光ファイバ2は金
属管1bに対してほぼ0.03%相当の伸び量を有する。こ
の巻付径差と張力による伸びを相殺すると、金属管1b
と光ファイバ2の伸びはほぼ同じになり、光ファイバ2
の余長をほぼ零に制御することができる。
【0023】キャプスタン13を通るときに光ファイバ
2の余長が制御された金属管被覆光ファイバケ−ブルは
ダンサロ−ル14を介して巻取機15に巻取られる。
【0024】このように余長が決まる前に加工手段12
で強曲げ加工した金属管被覆光ファイバケ−ブルを再曲
げ加工して調べた結果、光ファイバの余長にはほとんど
変動が認められなかった。
【0025】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、光ファ
イバの余長が決まる前に、光ファイバ又は光ファイバ束
を導入した金属管に、あらかじめ定められた張力を与え
ながら、塑性域が生じる曲げを繰返し与えて加工し、金
属管の長さ方向に小さな縮みを与え、この縮み量を飽和
させるとともに、金属管の加工歪を取り去り、かつ残留
応力を極力小さくするようにしたから、金属管被覆光フ
ァイバケ−ブルを複数本より合わせて高密度型に加工し
たり、布設するときに曲げを加えても、外装の金属管が
収縮することを防ぐことができる。
【0026】また、光ファイバ又は光ファイバ束を導入
した金属管を矯正して、曲げにより長さが変化すること
を抑えてから、光ファイバの余長を調整することによ
り、所定の余長を有する金属管被覆光ファイバケ−ブル
を安定して製造することができるとともに、布設時等に
おいてもその余長を所定値に保持することができ、良質
な金属管被覆光ファイバケ−ブルを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す全体構成図である。
【図2】キャプスタンとダンサロ−ルを示す側面図であ
る。
【図3】矯正度と縮み率を示す特性図である。
【図4】キャプスタンに巻回された金属管と光ファイバ
の伸び率の変化特性図である。
【符号の説明】
1 金属管 1a 金属ストリップ 2 光ファイバ 4 第1の成形ロ−ル群 5 第2の成形ロ−ル群 6 光ファイバ導入装置 8 溶接装置 10 縮径手段 11 牽引手段 12 加工手段 13 キャプスタン 14 ダンサロ−ル 15 巻取機

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続して送られる金属ストリップを成形
    し、突合せ部を溶接して形成した金属管内に光ファイバ
    又は光ファイバ束を導入する金属管被覆光ファイバケー
    ブルの製造装置において、光ファイバ又は光ファイバ束
    を導入した金属管を牽引する牽引手段と巻取機との間の
    金属管の張力をあらかじめ定められた張力に調整する張
    力調整手段と、牽引手段と張力調整手段の間に設けら
    れ、複数のローラを有し、金属管に塑性域が生じる曲げ
    を繰返し与えて金属管の長さ方向に小さな縮みを与え、
    この縮み量を飽和させる加工手段とを備えたことを特徴
    とする金属管被覆光ファイバケーブルの製造装置。
  2. 【請求項2】 張力調整手段が光ファイバ又は光ファイ
    バ束を導入した金属管を複数回巻き回したキャプスタン
    である請求項1記載の金属管被覆光ファイバケーブルの
    製造装置。
  3. 【請求項3】 連続して送られる金属ストリップを成形
    し、突合せ部を溶接して形成した金属管内に光ファイバ
    又は光ファイバ束を導入する金属管被覆光ファイバケー
    ブルの製造方法において、光ファイバ又は光ファイバ束
    を導入した金属管の張力をあらかじめ定められた一定張
    力以下に調整し、該金属管に塑性域が生じる曲げを繰返
    し与えて金属管の長さ方向に小さな縮みを与え、この縮
    み量を飽和させてから光ファイバの余長を制御すること
    を特徴とする金属管被覆光ファイバケーブルの製造方
    法。
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