JP3065057B1 - 光ファイバテ―プ心線の製造方法及び製造装置 - Google Patents
光ファイバテ―プ心線の製造方法及び製造装置Info
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- G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
- G02B6/4479—Manufacturing methods of optical cables
- G02B6/448—Ribbon cables
Abstract
6b−ターンローラ15を直線上に配置し、少なくとも
塗布装置の上流のパスライン上に光ファイバ心線(又は
光ファイバテープ心線)が接触する面がR加工され、且
つ該心線の配列方向と直交する方向へ振動するのを阻止
する板状の整列ガイドを設けた光ファイバテープ心線の
製造装置。 接触部にダイヤモンドコーティング膜が
塗布された整列ガイド。 整列ガイドをパスラインか
ら退避させる機構を設ける。記載の製造装置を使
用して板状の整列ガイドにより該心線の配列方向と直交
する方向へ振動するのを抑制しつつ光ファイバテープ心
線を製造する。 低線速の間は板状の整列ガイドを設
置し、高速になると整列ガイドを退避させる。 【効果】 整列ガイドを用いたので、光ファイバを一平
面にバランス良く配列できる。
Description
された光ファイバ心線上に被覆樹脂を一括被覆して形成
された複数の光ファイバテープ心線、及びその光ファイ
バテープ心線を更に同一平面上に並列して被覆樹脂を一
体被覆した分割型光ファイバテープ心線の製造の改良に
関する。特に、本発明は、安定均一な塗布に優れた光フ
ァイバテープ心線及び分割型光ファイバテープ心線を製
造するための特別の構造を有する整列ガイド、この整列
ガイドを備えた光ファイバテープ心線、及び分割型光フ
ァイバテープ心線のための製造装置及びその製造方法の
改良に関する。
て、従来法の光ファイバ素線を整列させる機構を説明す
る模式図である。図7は、光ファイバ心線において、他
の従来法の光ファイバ素線を整列させる機構を説明する
模式図である。図6〜7において、40は光ファイバ素
線、41は光ファイバ供給装置、42は被覆装置、43
は光ファイバ心線、44は集線装置、45は集線用ロー
ラ、46は溝、47は整列ガイドローラ、48は凹部、
49は供給ボビン、50は硬化装置、51はターンロー
ラである。
6に示されるように、複数の光ファイバ心線42間に複
数の溝46を有する集線ローラ45からなる集線装置4
4に通すことで隙間を持たせた状態で平面状に配列させ
ることにより、光ファイバの配列の乱れ、光ファイバ心
線の損傷などを阻止できることが記載されている。この
場合、一定間隔の隙間を持たせた複数の溝46を有する
ローラ45で構成された集線装置44−被覆装置42−
ターンローラ51への間の距離は一般的には短くできな
いため、線振動を完全に抑制することができず、後述の
配列段差が生じる。
示されるように、光ファイバ心線の整列装置として、縦
型にラインを構成し、外周面に凹面48を有する複数
(光ファイバ素線と接する位置を変えた:図7 (イ)の場
合は3個のガイドローラ)の整列ガイドローラ47で光
ファイバ素線40を整列させることが記載されている。
この場合、側方向を拘束するのは良くないし、また、1
個の整列ガイドローラ47で全光ファイバを拘束する欠
点がある。その理由は、被覆装置42に入る前に隣接光
ファイバ素線を接触させると、相互に摩擦が働いて寧ろ
振動を発生し易くなる。また、整列ガイドローラ47に
完全に巻かずに接するように配置した場合、このように
各光ファイバ素線40が一体化する前に1本の光ファイ
バ素線が整列ガイドローラ47を回す大きなトルクを引
き受け易く、その光ファイバ素線40の張力が反力で減
り、その光ファイバ素線が振動し易い。更に、光ファイ
バ素線40間の張力バランスが崩れるので、製造された
光ファイバ心線43の線長差等の特性が悪くなる。
ついて種々検討した結果、特別の板状構造を有する整列
ガイドを塗布装置の上流のパスライン上に設けることに
より、ダイス内で光ファイバ心線又は光ファイバテープ
心線に働く自己中心力が低下しても集線装置からターン
ローラ間の光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線が
配列方向と直交する方向へ線振動することを抑制でき、
光ファイバを一平面にバランス良く配列できることを見
出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は: 集線装置−塗布装置−ターンローラを直線上に配置
し、少なくとも塗布装置の上流のパスライン上に光ファ
イバ心線又は光ファイバテープ心線と接触する面がR加
工され、前記光ファイバ心線又は前記光ファイバテープ
心線と接触する箇所が直線上に配置され、前記光ファイ
バ心線又は前記がその配列方向と直交する方向へ振動す
るのを阻止する板状の整列ガイドを設けた、光ファイバ
テープ心線の製造装置を提供する。また、
心線との接触部にダイヤモンドコーティング膜が塗布さ
れた板状の整列ガイドを設けた点に特徴を有する。ま
た、 板状の整列ガイドをパスライン上から退避させ
る機構が設けられた点に特徴を有する。また、 記
載の製造装置を使用して、光ファイバ心線又は光ファイ
バテープ心線と接触する面がR加工され、前記光ファイ
バ心線又は前記光ファイバテープ心線と接触する箇所が
直線上に配置された板状の整列ガイドにより配列方向に
直交する方向の振動を抑制しつつ光ファイバテープ心線
を製造する、光ファイバテープ心線の製造方法を提供す
る。また、 低線速の間は板状の整列ガイドをパスラ
イン上に設置し、高速になると整列ガイドをパスライン
上にから退避させる点に特徴を有する。また、 線速
が2m/秒以下では整列ガイドをパスライン上に設置す
る点に特徴を有する。
る。 〔I〕光ファイバテープ心線の構造 図1は、本発明の光ファイバテープ心線の横断面を示す
模式図であり、 (イ)は4心光ファイバテープ心線の場合
であり、 (ロ)は8本の光ファイバ心線を配列した8心分
割型光ファイバテープ心線の場合である。図1におい
て、1はガラスであり、2は内層保護被覆材であり、3
は外層保護被覆材であり、4は着色樹脂材層であり、こ
こで被覆されたものを光ファイバ心線(図2の11)と
言い、5は内層一括被覆材であり、6は外層一括被覆材
である。ここで言う光ファイバテープ心線とは、例えば
250μmの光ファイバ心線11を複数個一列に配列
し、1層又は複数の内層及び外層一括被覆材5、6を有
するものを指す。
クリレート、エステル(メタ)アクリレート、エポキシ
(メタ)アクリレート、等の紫外線硬化型樹脂を用いる
ことが好ましい。図2は、各光ファイバ心線の配列度合
を示す配列段差の定義を説明する光ファイバ心線の断面
図である。ここで、配列段差とは、両端の光ファイバ心
線の中心を結ぶ直線と両端以外の光ファイバ心線の中心
との距離を言う。図2において、11は光ファイバ心
線、5は内層一括被覆材、6は外層一括被覆材、t2 ,
t3 は夫々2心、3心の配列段差である。
テープ心線の製造装置の概略図であり、図3 (ロ)は、光
ファイバテープ心線の細部を示す横断面図である。図3
において、5は内層一括被覆材、6は外層一括被覆材、
11は光ファイバ心線、12はリール、13はサプラ
イ、14はダンサローラ、15はターンローラ、16a
は第1塗布装置、16bは第2塗布装置、17a、17
bは加圧式タンク、18は紫外線照射装置、19aは光
ファイバテープ心線(4心×2枚)、19bは光ファイ
バテープ心線(8心一括)、20はキャプスタン、21
は巻取張力装置、22は巻取装置、23はリール、24
は集線装置である。
造装置を使用して、先ず8心の光ファイバ心線を繰り出
す。この時に、光ファイバ心線11が巻かれたリール1
2を8個備えた繰出し用サプライ13から8本の光ファ
イバ心線11を繰り出す。光ファイバ心線には数十g程
度の張力がダンサーローラ14を介して与えられてい
る。繰り出された8本の光ファイバ心線11は、夫々溝
を付けられたターンローラ15を介して集線装置24の
間では夫々の光ファイバ心線間に十分な間隔を開けるよ
うに調整されている。集線装置24で光ファイバ心線1
1を或る程度集めた後に、集線装置24から塗布装置1
6aの間で一方向(図3 (イ)では垂直方向)に並んだ状
態で塗布装置16aに送る。ダイ及びニップルに2つの
穴を有する塗布装置16aで内層一括被覆材5が塗布さ
れる。ニップルの穴の大きさは光ファイバ心線の径の4
倍より若干大きい程度なので、ニップルを通過する時、
4本の光ファイバ心線はほぼ密着して並んだ状態になっ
ている。ニップルは紙面に垂直な方向に二つ並んでお
り、夫々4本の光ファイバ心線が入る。
らなる内層一括被覆材5が加圧式樹脂貯蔵タンク17a
から供給されて、8本の光ファイバ心線11に内層一括
被覆材5が塗布される。この光ファイバ心線11を紫外
線照射装置18aを通過させると、一括して塗布された
内層一括被覆材5が硬化され、2枚の4心光ファイバテ
ープ心線19aが形成される。更に、この2枚の4心光
ファイバテープ心線19aは塗布装置16aから塗布装
置16bの間で一方向(図3 (イ)では垂直方向)に密着
させられた状態で一列に配列させ、1つ穴の塗布装置1
6bに送る。塗布装置16bでは紫外線硬化型樹脂から
なる外層一括被覆材が加圧式樹脂貯蔵タンク17bから
供給されて、8本の光ファイバ心線11に外層一括被覆
材が塗布される。更に、この光ファイバテープ心線19
aを紫外線照射装置18bを通過させると、一括して塗
布された外層一括被覆材6が硬化され、一体化した分割
型8心光ファイバテープ心線19bが形成される。
テープ状に一体化したもの、即ち、8心の光ファイバテ
ープ心線19bは、更に一連のターンローラ15、送出
キャプスタン20、巻取張力制御ダンサ21を経て、巻
取装置22によって所定のリール23に巻き取られる。
巻取張力は数十〜数百gに設定される。なお、素線装置
24からターンローラ15のパスラインが、図3 (イ)で
は鉛直方向を示したが、本発明ではこれに限定されず水
平方向でも良い。
能 (i) 整列ガイドの構造 本発明は、集線装置−塗布装置−ターンローラを直線上
に配置し、少なくとも塗布装置の上流のパスライン上に
光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線と接触する面
がR加工され、前記光ファイバ心線又は前記光ファイバ
テープ心線と接触する箇所が直線上に配置され、前記光
ファイバ心線又は前記光ファイバテープ心線がその配列
方向と直交する方向へ振動するのを阻止する板状の整列
ガイドを設けた点に特徴がある。
を用いて説明する。図5は、本発明の整列ガイドの構造
を説明する模式図である。 (イ)はその斜視図であり、
(ロ)は側面端部を示し、 (ハ)はその平面図と側面図であ
る。整列ガイドは、カーボン材で製作された部品であ
り、その構造は、図5に示されるように、板状で光ファ
イバ心線及び光ファイバテープ心線と接触する面がR加
工33され、且つ前記光ファイバ心線又は前記光ファイ
バテープ心線と接触する箇所が直線上に配置されること
が重要である(請求項1)。しかも、そのR加工された
整列ガイド30の表面に数μmのダイアモンドコーティ
ング膜32をCVD法(Chemical Vapor Deposition)で
成膜したものである(請求項2)。
由は、走行する光ファイバテープ心線により整列ガイド
30が削れることを防ぎ、且つその削れた部分の凹凸が
光ファイバ心線及び光ファイバテープ心線の表面に2次
的な損傷等を与えないためである。また、ダイアモンド
コーティング膜の表面粗さを限り無く小さくしているた
め、走行中の光ファイバ心線及び光ファイバテープ心線
の表面に損傷を与えない。
整列ガイド30は、少なくとも塗布装置の上流のパスラ
イン上に設置する。図4では、(イ) 集線装置24から第
1塗布装置16aの間の30a、 (ロ)第1塗布装置16
aから第2塗布装置16bの間の30bに設置する。更
に、第2塗布装置16bからターンローラ15の間の3
0c等の3箇所に設置すると良い(請求項1)。本発明
でパスライン上に設けるとは、次の二つ通りの設け方を
意味する。 整列ガイドを光ファイバ心線又は光ファイバテープ
心線にその走行方向に対して直角に接触させる。或いは
光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線と整列ガ
イドの間に極く小さい隙間があって光ファイバ心線又は
光ファイバテープ心線が振動した時のみ整列ガイドと接
触するように設置しても良い。このようにして、その配
列方向と直交する方向へ振動するのを阻止するのである
(請求項1)。なお、整列ガイドは、集線装置24から
ターンローラ15のライン長に合わせて個数を複数設置
しても良い。
び光ファイバテープ心線に対し前述したようにパスライ
ン上に設置されるが、更にその位置より退避させて完全
に光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線に非接触と
することができる機構、例えば退避させる機構が設けら
れている(請求項3)。この退避機構には、エアシリン
ダ、LMガイドを使ったモータ駆動等の方式が使われ
る。整列ガイドは塗布ダイの自己中心力が小さくなる低
線速(120m/分以下)での配列乱れを阻止するため
に使用するものであり、塗布ダイの自己中心力が大きく
なる高線速では整列ガイドをパスライン上から退避させ
ることが良い(請求項6)。
20m/分以下の低線速で線振動による光ファイバ心線
又は光ファイバ心線の配列乱れを阻止するのに使われ、
高線速域では整列ガイドを退避される機構が設けられて
いる(請求項3、5)。図4に示されるように、夫々の
整列ガイド30a、30b、30cには、エアシリンダ
34a、34b、34cが取り付けられており、その前
後進作用によりパスライン方向に直角方向の線振動31
a、31b、31cを有効に制御することができる(請
求項3、5)。光ファイバ心線及び光ファイバテープ心
線がその配列方向と直角方向へ振動することを最小限に
抑えて且つ一平面の配列乱れを防ぐため、光ファイバ心
線及び光ファイバテープ心線と整列ガイドの隙間は±
0.2mm以下にすることが必要である。
ためには、ダイのテーパー部において光ファイバに作用
する自己中心力を調整することが有効である。即ち、テ
ーパー部の光ファイバテープ心線の厚み方向に作用する
自己中心力と幅方向に作用する自己中心力が最大になる
ように調整する必要がある。しかしながら、高線速での
安定均一塗布に適したダイ構造では低線速における光フ
ァイバテープ心線の厚み方向に作用する自己中心力が小
さくなり、集線装置からターンローラ間の光ファイバ心
線又は光ファイバテープ心線の線振動をダイ構造特有の
自己中心力で抑制することができない。本発明では、自
己中心力が低下しても集線装置からターンローラ間の光
ファイバ心線又は光ファイバテープ心線の線振動を、特
別の構造を有する整列ガイドを設けて抑制することで光
ファイバを一平面にバランス良く配列できる(請求項
1、4)。
ティング膜を形成することで、光ファイバ心線又は光フ
ァイバテープ心線との接触部が削れず且つ光ファイバ心
線及び光ファイバテープ心線の表面の損傷を阻止しなが
ら線振動を抑制し、光ファイバを一平面にバランス良く
配列できる(請求項2)。
避させる機構を設けたので、高速時には整列ガイドをパ
スラインから退避させて光ファイバ心線又は光ファイバ
テープ心線が高速で整列ガイドと接触して損傷すること
を防ぎ、また整列ガイドの摩耗を防ぐことができる(請
求項3、5)。 整列ガイドは、低線速時に塗布ダイの自己中心力の
低下により線振動を抑制できずに、一平面の配列段差が
悪くなるのを阻止できる。また、整列ガイドとの高速の
接触で光ファイバ心線及び光ファイバテープ心線の表面
に与える損傷を阻止しながら線振動を抑制し、光ファイ
バを一平面にバランス良く配列するために低線速時のみ
整列ガイドを使用する(請求項5、6)。
おける実施例を説明するが、本発明の範囲はこれに制限
されない。 <光ファイバテープ心線の製造>外径125μmのシン
グルモードの光ファイバ裸ガラス線にウレタンアクリレ
ート系紫外線硬化型樹脂を2層被覆し、更にウレタンア
クリレート系紫外線硬化型樹脂からなる着色樹脂層を形
成し、外径250μmの光ファイバ心線を製造した。図
3 (イ)に示す光ファイバテープ心線の製造装置を用い
て、この光ファイバ心線11を8心配備した繰出用サプ
ライ13から繰り出し、塗布装置16a、16bにより
ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を一括塗布し
た後に、紫外線照射装置18において紫外線を照射する
ことにより内層及び外層一括被覆材5、6を硬化させて
光ファイバ心線11を一体化し、分割型8心光ファイバ
テープ心線19を得た。巻取張力は150gとした。
段差、各位置に整列ガイドを設置した時の線振動量を調
べた。各光ファイバ心線間の配列度合は、図2に示すよ
うに、例えば配列の目安として1心と8心の中心を結
び、2心〜7心の中心が1心〜8心を結ぶ線上からどの
程度ずれているかを示す配列段差(以下この値を配列段
差と称する)により評価した。この場合、配列段差が0
〜35μm、好ましくは0〜20μmに納まると光ファ
イバ心線の伝送損失の劣化を阻止できる。線振動量は、
レーザ外径測定器のエッジ測定法で測定した。整列ガイ
ドは図5に示された構造のものを用いた。
ら塗布装置16aの間30aと塗布装置16aから塗布
装置16bの間の30bとに設置した場合の光ファイバ
テープ心線を製造した。線速が120m/分以上では整
列ガイドをパスライン上から退避させた。その結果、低
線速(120m/分未満)での配列段差は全てにおいて
13μm以下となり、従来法に比べて改善された。線振
動量に関しては、塗布装置16aから塗布装置16bの
間では40μmと、塗布装置16bからターンローラの
間で150μmと両者とも従来法よりも著しく小さくな
った。
布装置の間30aと、塗布装置16aから塗布装置16
bの間の30bと、塗布装置16bからターンローラの
間の30cの3箇所に設置した場合の光ファイバテープ
心線を製造した。線速が120m/分以上では、整列ガ
イドをパスライン上から退避させた。その結果、低線速
(120m/分未満)での配列段差は最大でも10μm
以下と良好であり、線振動量は集線装置から塗布装置の
間30aでも67μmで、塗布装置16aから塗布装置
16bの間30bで40μmであり、且つ塗布装置16
bからターンローラの間30cで50μmと従来法より
も著しく小さかった。
従来法の製造形態で光ファイバテープ心線を製造した。
その結果、低線速(120m/分)での配列段差は最大
値が71μmと悪く、線振動量は集線装置24から塗布
装置16aの間で535μm、塗布装置16aから塗布
装置16bの間30bで535μm、塗布装置16bか
らターンローラ15の間30cで750μmと大きく良
品は得られなかった。
線速時の結果を示す。
別の構造を有する整列ガイドを設けたので、自己中心力
が低下しても集線装置からターンローラ間の光ファイバ
心線又は光ファイバテープ心線が配列方向と直交方向へ
の線振動を抑制できるので、光ファイバを一平面にバラ
ンス良く配列できる(請求項1、4)。 整列ガイドにダイヤモンドコーティング膜を形成す
ることで、光ファイバ心線及び光ファイバテープ心線の
接触部が削れず、且つその表面の損傷を阻止できる(請
求項2)。 整列ガイドが不要な高速域で該整列ガイドを退避さ
せて、その表面の損傷を阻止できる(請求項3、5、
6)。 低線速で整列ガイドを使用し、高速域で退避させ
て、その表面の損傷を阻止できる(請求項3、5、
6)。
模式図であり、 (イ)は4心光ファイバテープ心線の場合
であり、 (ロ)は8本の光ファイバ心線を配列した分割
型。8心光ファイバテープ心線の場合である。
定義を説明する光ファイバ心線の断面図である。
ファイバテープ心線の製造装置の概略図であり、図3
(ロ)は、光ファイバテープ心線の細部を示す横断面図で
ある。
ある。 (イ)はその斜視図であり、(ロ)は側面端部を示
し、 (ハ)はその平面図と側面図である。
イバ素線を整列させる機構を説明する模式図である。
イバ素線を整列させる機構を説明する模式図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 集線装置−塗布装置−ターンローラを直
線上に配置し、少なくとも塗布装置の上流のパスライン
上に光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線と接触す
る面がR加工され、前記光ファイバ心線又は前記光ファ
イバテープ心線と接触する箇所が直線上に配置され、前
記光ファイバ心線又は前記光ファイバテープ心線がその
配列方向と直交する方向へ振動するのを阻止する板状の
整列ガイドを設けたことを特徴とする、光ファイバテー
プ心線の製造装置。 - 【請求項2】 光ファイバ心線又は光ファイバテープ心
線との接触部にダイヤモンドコーティング膜が塗布され
た板状の整列ガイドを設けたことを特徴とする、請求項
1記載の光ファイバテープ心線の製造装置。 - 【請求項3】 板状の整列ガイドをパスライン上から退
避させる機構が設けられたことを特徴とする、請求項1
又は2記載の光ファイバテープ心線の製造装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の製造装置を使用して、光
ファイバ心線又は光ファイバテープ心線と接触する面が
R加工され、前記光ファイバ心線又は前記光ファイバテ
ープ心線と接触する箇所が直線上に配置された板状の整
列ガイドにより配列方向に直交する方向の振動を抑制し
つつ光ファイバテープ心線を製造することを特徴とす
る、光ファイバテープ心線の製造方法。 - 【請求項5】 低線速の間は板状の整列ガイドをパスラ
イン上に設置し、高速になると整列ガイドをパスライン
上にから退避させることを特徴とする、請求項4記載の
光ファイバテープ心線の製造方法。 - 【請求項6】 線速が2m/秒以下では整列ガイドをパ
スライン上に設置することを特徴とする、請求項5記載
の光ファイバテープ心線の製造方法。
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